复合氧化物气敏材料的进展

较全面、系统地评述了近年来复合氧化物气敏材料的进展,指出了这类材料存在的主要问题,对今后的发展前景作了展望。     

镍镧复合氧化物的掺杂及其气敏性能研究

用共沉淀法制备了镍镧复合氧化物并对其进行三价、四价离子系列掺杂。研究了掺杂物的气敏性能。实验结果表明,SiO2,TiO2,SnO2,Al2O3,SbCl3等掺杂的复合氧化物,均对乙醇有较高的气敏性,而对汽油、H2及LPG等气敏性较低。其中TiO2掺杂量为4%(摩尔分数)的镍镧复合氧化物对乙醇的气敏性能最好。探讨了Si,Ti,Sn,Al,Sb等离子的价态,离子半径及复合氧化物的形成条件等与气敏性能的关系,研究了工作温度,被测气体浓度对元件气敏性能及对气体选择性的影响。     

超细MgFe_2O_4复合氧化物的气敏性能研究

以FeSO4·7H2O和MgCl2·6H2O为材料,用新型化学共沉淀法制备了纳米尺寸的复合金属氧化物MgFe2O4粉体。将样品做成厚膜型气敏元件,测定了其对乙醇、甲醛、丙酮、甲苯、苯氨气、石油醚等还原(可燃)性气体的气敏特性。测试显示:700℃下,热处理1h,所得纳米微粉制作的元件在300℃工作温度下对丙酮有较高灵敏度和良好的选择性,并对气敏机理给予了解释。     

立方锡酸镁/氧化锡复合氧化物的合成及其气敏性能

采用水热法制备MgSn(OH)6前驱体,经过高温煅烧得到了Mg2SnO4/SnO2复合氧化物立方纳米颗粒。采用XRD、SEM、EDS对煅烧前后样品的物相、形貌、组分进行了表征。在不同温度下测试了Mg2SnO4/SnO2复合氧化物气敏元件对甲醇气体的敏感性能。结果表明,该复合氧化物对甲醇气体具有良好的灵敏度和选择性。在最佳工作温度为300℃时对50×10-6~5 000×10-6浓度范围内的甲醇气体具有良好的线性关系,2 000×10-6时气敏元件的响应、恢复时间分别为12 s和8 s。     

Sn-Zn-Cu复合氧化物气敏元件的制备与性能

从环境材料的理念出发,以SnO2,ZnO和CuO 3种物质为原料,直接混合烧结制得6种不同成分比例的Sn-Zn-Cu复合氧化物气敏元件。对这6种气敏元件进行性能测试,结果发现:SnO2∶ZnO∶CuO摩尔比为1∶1∶1的气敏元件对丁烷有较高的灵敏度、较好的选择性和响应恢复性能,具有应用开发的价值。     

镉、锡复合氧化物薄膜的气敏性能

以不同锡、镉比的CdO、SnO_2混合粉料作靶,采用直流溅射方法制得镉、锡复合氧化物薄膜。由XPS及SEM分别对薄膜的组成与形貌进行分析,并探讨了掺钯前后,Sn/Cd比、工作温度及气体浓度等对CdO—SnO_2混合溅射膜性能的影响。     

尖晶石型复合氧化物纳米气敏材料研究进展

本文结合尖晶石型复合氧化物气敏材料的研究概况,对其制备方法、气敏性质、气敏膜的制备方法进行了简单论述,并介绍了今后的研究方向.     

复合氧化物Fe2O3-SnO2 的气敏特性研究

1962年清山哲郎提出ZnO薄膜的气敏特性后,研究目标较集中于以ZnO,SnO_2,γ-Fe_2O_3和α-Fe_2O_3为基质的氧化物半导体陶瓷材料,并已有商品出售.氧化铁基气敏材料与氧化锌、氧化锡相比,它有无需添加贵金属催化剂便可达到实用气敏灵敏度的优点.我们也曾从催化活性、磁学性能和气敏特性等方面,对α-Fe_2O_3基气敏材料的气敏机制进行了研究,得到满意的结果.本文旨在探讨α-Fe_2O_3-SnO_2配比和氧化铁粒度与气敏性能间关系,并且也浅析了气敏机制,以期为此复合材料实用化提供依据.     

钇,锶,钴复合氧化物气敏性质的研究

本文制备了钇、锶、钴复合氧化物,测量了 X 线分析,电子扫描显微镜分析以及它们的孔隙度、结晶粒度的大小。作成了气敏元件,测量了气敏元件的特性曲线,并讨论了它们的作用机理。一前言钙钛矿型 ABO_3型气体敏感材料,是继 SnO_2、ZnO 等敏感材料之后深入研究的一种     

Fe2O3/ZnO复合氧化物气敏元件的制备与性能

以Fe2O3和ZnO为原料,直接混合烧结制得7种不同烧结温度和原料配比的Fe2O3/ZnO复合氧化物元件,并对其进行气敏性能测试,结果发现:不同烧结温度和原料配比的Fe2O3/ZnO复合氧化物元件对不同的气体有不同的气敏性,烧结温度为800℃,Fe2O3∶ZnO摩尔比为0.5∶1的气敏元件对硫化氢具有较好的气敏综合性能.     

WO_3掺杂NiO的气敏性能研究

用水热法制备出NiO纳米粉体,对其进行了WO3系列掺杂。利用XRD对产物晶相结构进行表征,测试了掺杂材料的气敏性能。结果表明:适量WO3的掺杂明显改善了NiO材料的气敏性能,其中,掺杂质量分数为6%的气敏元件性能最好,350℃时对Cl2的灵敏度可达到37.5,200℃时对H2S的灵敏度可达30.4。说明该元件在不同温度下对不同气体具有选择性,且该元件对H2S响应恢复快。     

掺杂对WO_3基气敏元件敏感特性的影响

在WO3粉体材料中加入质量分数为4%的瓷粉和不同质量分数的金属氧化物(SnO2,SiO2,Al2O3),以恒温600℃烧结1 h制成旁热式厚膜可燃性气敏元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度的关系。实验结果表明:WO3基元件掺入一定量的金属氧化物在加热功率为600mW时能提高元件的灵敏度。     

羟基--碳纳米管气体传感器气敏性的仿真研究

采用羟基修饰后的碳纳米管作为气体传感器的气敏材料,会使其响应灵敏度提高。利用密度泛函理论研究了两种气体分子（ Cl2和H2 S）在本征单壁碳纳米管（ SWCNT）和羟基修饰过的单壁碳纳米管（ SWCNT—OH）上的吸附。分析其态密度图,并尝试改变气体分子在碳纳米管上的吸附位置与方向,从吸附能的大小、电荷转移量的多少、吸附距离的远近上,为本征SWCNT,SWCNT—OH的气敏性和两种气体在碳纳米管上的最佳吸附位置姿态提供对比与理论分析。     

碳纳米管及其修饰物对挥发性有机物气敏性的研究

通过化学气相沉积(CVD)方法合成单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs),并经过硝酸酸化预处理.在缩合剂N,N‘-二环己基碳化二亚胺(DCC)作用下,多壁碳纳米管经过乙二胺、十二胺和联苯胺的修饰生产新的纳米颗粒.将五种材料的悬浮液喷涂于Al2O3基底的金叉指电极上,构成气敏传感器,以甲醛、苯、甲苯、二甲苯作为测试气体,通过电化学分析仪测试他们在不同气体种类和浓度下的导电率.实验表面传感器在常温下具有较高的灵敏度和重复性,传感器之间有一定的选择性差异,可以构成传感器阵列,应用于具有复杂组分的挥发性有机气体定性和定量检测中.     

一种新型三维敏感气体传感器的研究

在平面微电极式结构的基础上,提出了一种新型薄膜气体传感器,其主要结构引用了离散阵列的概念,将传统的长方体型薄膜改进为由多条小长方体有间隔的并行排列的离散结构,使敏感薄膜具有了三维敏感效应。根据半导体气敏薄膜的扩散响应理论,对传感器的响应时间和灵敏度特性进行了理论分析,证明新型传感器具有响应时间更短、灵敏度更高的优点;并分析了薄膜厚度对传感器响应时间的影响。     

不同形貌ZnO气敏材料的制备及影响气敏性因素分析

以锌盐和碱为原料,采用水热和溶剂热法合成了三种形貌的氧化锌粉体,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对产物的结构和形貌及表面化学状态进行了表征,并将粉体制备成厚膜型气敏元件,测试了其对几种还原性气体的气敏性能,结果表明:在工作温度为395℃时,三种形貌氧化锌对相同浓度的同种测试气体的灵敏度大小顺序为:菜花状氧化锌﹥棒状氧化锌﹥六棱柱状氧化锌。并对影响氧化锌材料气敏性的各种因素进行了分析。     

气体传感器在感度测试自动鉴爆中的应用

针对感度测试自动鉴爆的要求,选用合适的气体传感器,组建测试系统,实时采集感度试验时特定气体的生成量,进行预处理和特征量提取,再利用BP算法在线进行计算,根据鉴别准则进行鉴别。试验证明:提出的方法能实现爆炸鉴别的自动化,操作简单、识别率高。     

Pt/Pd对WO_3燃气敏感元件的影响

在WO3粉体材料中加入Pt,PtO2,Pd,PdCl2,以恒温600℃烧结1h制成旁热式厚膜可燃性气敏元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度的关系。实验结果表明:WO3元件掺入质量分数为0.5%的Pt/Pd,在加热功率为600 mW时,能提高元件的灵敏度2~10倍。     

紫光激发提高ZnO基半导体气敏传感器的敏感性能

以激光-感应复合加热法制备的纳米ZnO粉末为气敏基料,制作厚膜型的管状气敏元件,采用紫光(波长为370～395nm)激发,对无水乙醇进行了静态配气法的气敏性能测试.结果表明在紫光激发下,ZnO基半导体气敏传感器在较低的工作温度条件下对无水乙醇具有较好的气敏性能,而且随着紫光光强的增大,气敏性能提高.     

Au-In2O3 CO气体传感器的性能与机理研究

为了探讨氧化铟气体传感器的CO气敏性能和气敏机理,分别用化学沉淀法和浸渍法制备了未掺杂和金掺杂的氧化铟气敏材料,利用XRD和TEM对合成产物进行了表征.采用静态配气法测试了合成材料的气敏性能,利用气相色谱在线测试了CO在气敏材料表面的催化氧化产物,根据气敏性能与催化氧化结果研究了金掺杂氧化铟的气敏机理.实验结果表明:以2%质量比的金掺杂氧化铟对一氧化碳的反应有较高的灵敏度和选择性.根据金掺杂氧化铟对CO的催化氧化性能与气敏性能基本一致的结果,提出了金对氧化铟的CO增敏机理为化学增敏作用.