石墨相四氮化三碳/氧化锌复合材料的制备及其气敏性能EI北大核心CSCD

采用水热法制备了一系列石墨相四氮化三碳-氧化锌(g-C3N4-ZnO)复合材料,并使用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、Fourier变换红外光谱和X射线光电子能谱对复合材料进行了表征,研究了g-C3N4-ZnO复合材料的气敏性能。结果表明:加入9%(质量分数,下同)g-C3N4所制备的g-C3N4-ZnO复合材料在300℃对乙酸具有较好的气敏选择性和较高的气敏灵敏度,对10^–3乙酸气体灵敏度达到260.4,响应和恢复时间分别为6 s和5 s,对10^–6乙酸气体灵敏度可达到1.8。     

聚噻吩/WO_3纳米复合材料的制备及气敏性能研究

采用化学氧化聚合法制备出了不同聚噻吩(PTh)掺杂量的PTh/WO3纳米复合材料进行制备,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对PTh/WO3纳米复合材料的晶体结构和形貌进行了表征;并研究了PTh/WO3纳米复合材料制备的气敏元件对H2S气体气敏性能。结果表明:PTh/WO3纳米复合材料对H2S气体具有较高的灵敏度,用PTh质量分数为50%的复合材料制成的气敏元件在工作温度为60℃时,对500×10-6的H2S灵敏度达到98,且具有较快的响应与恢复时间。     

Al_2O_3掺杂ZnO基高选择性丙酮气体传感器

采用溶胶-凝胶法,制得Al_2O_3掺杂质量分数分别为0、2.96%、4.96%、6.96%的纳米Al_2O_3-ZnO粉体,样品经700℃退火后对其物相及表面形貌进行表征,测试了不同Al_2O_3掺杂量Al_2O_3-ZnO样品的气敏特性,研究了结晶粒径、掺杂浓度、工作温度等对元件气敏特性的影响;通过对元件进行控温控湿老化实验,研究了老化温度、相对湿度对元件稳定性的影响;并根据气体吸附、脱附模型与半导体能带理论,对气敏机理进行了进一步的讨论。结果表明:Al_2O_3-ZnO对丙酮表现出良好的选择性和稳定性,掺杂为4.96%Al_2O_3的Al_2O_3-ZnO,经700℃退火后,在64℃下,对含量为100×10~(-6)(体积分数)的丙酮的灵敏度为29.24,响应时间和恢复时间均为2 s;丙酮含量低至10×10~(-6)时,灵敏度为3.23,响应时间和恢复时间分别为4 s和7 s。     

g-C_3N_4–CeO_2/ATP复合材料的制备及可见光催化性能

微波辅助液相法制备了g-C3N4–Ce O2/凹凸棒石(ATP)复合光催化材料。采用X射线衍射仪、Fourier变换红外光谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪、透射电子显微镜等对样品微观结构进行表征,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物考察g-C3N4–Ce O2/ATP复合材料在可见光辐射下的催化活性,研究Ce O2/g-C3N4质量比对光催化剂活性的影响。结果表明:ATP与Ce O2和g-C3N4形成三维网络结构,能有效地增加复合光催化剂的表面积,在空间上形成多渠道的电子传递通道,促进光生载流子的分离。当Ce O2/g-C3N4质量比为3/10时,g-C3N4–Ce O2/ATP复合材料对MB的降解率可达92%。     

WO3纳米纤维的制备及其正丁醇气敏性能研究

通过静电纺丝法制备了单斜相WO₃纳米纤维,通过简单的涂抹方式将其印刷到Ag-Pd电极片上制备成气敏传感元件。将WO₃气敏元件用于正丁醇气体敏感性测试,结果表明,在350℃下,它对体积分数为100×10^-6的正丁醇的灵敏度为23。同时,该气敏元件表现出优良的响应/恢复特性,其响应时间为34s,恢复时间为26s。结合X射线衍射、扫描电镜和比表面积等表征结果,分析了样品的气敏机理。     

凹凸棒石/g-C3N4/LaCoO3复合材料的制备及其光催化脱硫性能EI北大核心CSCD

通过水热法在凹凸棒石(ATP)棒晶表面原位生长石墨相氮化碳(g-C3N4)膜层合成了ATP/g-C3N4复合材料,然后以ATP/g-C3N4为载体,在其表面均匀负载纳米钴酸镧(LaCoO3)粒子,制备了Z-型异质结构的ATP/g-C3N4/LaCoO3光催化材料。利用X射线粉末衍射、透射电镜、紫外‒可见吸收光谱、荧光发射光谱、N2吸附-脱附和光电化学等技术对样品进行表征。在可见光照射下,考察了LaCoO3不同负载量下ATP/g-C3N4/LaCoO3对模拟汽油中的苯并噻吩(DBT)的氧化脱除能力。结果表明:与ATP/g-C3N4和LaCoO3相比,ATP/g-C3N4/LaCoO3大幅提高了可见光响应、吸收能力和光生电子-空穴对的分离效率。当光照时间为150 min时,50%-ATP/g-C3N4/LaCoO3对模拟汽油中的DBT脱除率可达85.3%。     

碳纳米管掺杂纳米ZnO气敏元件敏感特性

采用溶胶–凝胶法合成纳米ZnO,以碳纳米管(carbonnanotube,CNT)为掺杂剂制备CNT–ZnO旁热式气敏元件样品。用X射线衍射和透射电镜分析了ZnO的结构,用扫描电镜观察CNT–ZnO气敏元件样品表面的显微形貌,研究了CNT–ZnO元件对甲醛和丙酮等气体的气敏性能。结果表明:CNT存在于平均粒径为20～30nm的ZnO晶粒间,增加了CNT–ZnO材料的气孔率。CNT–ZnO气敏元件对丙酮的灵敏度高于纯ZnO元件,掺0.6%(质量分数)CNT的ZnO气敏元件(0.6%CNT–ZnO)气敏元件对质量分数为40×10–6甲醛有最高灵敏度(15.11)。而且具有能检测低浓度甲醛气体、选择性好,响应速度快(响应时间约为15s)的优点。     

AgVO3/g-C3N4复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

使用水浴沉淀法制备Ag VO3/g-C3N4复合材料,对其进行紫外漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等表征。通过降解Rh B情况评估复合材料光催化性能。实验改变Ag VO3比例,探究Ag VO3含量对复合物光催化性能的影响。结果表明,2%AgVO3/g-C3N4具有最好的光催化活性,40 min降解Rh B高达94.8%。     

rGO-SnO2纳米复合物制备及室温下NH3气敏性能

采用沉淀-焙烧法制备了室温下对NH3具有高灵敏度和高选择性的rGO-SnO2纳米复合材料。利用X射线衍射（XRD），傅里叶红外光谱（FTIR），X射线光电子能谱（XPS），扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM）和比表面积（BET）表征分析了纯SnO2与rGO(1.0%)-SnO2纳米复合物的属性。与纯SnO2相比，rGO(1.0%)-SnO2纳米复合物中SnO2晶体尺寸较小，约为6~20nm，比表面积更大，为33m2/g；rGO(1.0%)-SnO2纳米复合材料对0.01% NH3的灵敏度达到了49.6%，是相同NH3浓度下纯SnO2灵敏度的2.1倍，并且响应和恢复时间分别为21s和204s，比纯SnO2缩短了24s和10s，具有良好的重复性，选择性与稳定性；rGO(1.0%)-SnO2纳米复合材料优良的气敏性能是由rGO与SnO2产生的p-n异质结以及溶解的NH3电离出导电离子共同作用的结果。     

水热法制备Ti_(3)C_(2)T_(x)-WO_(3)复合材料及其对乙醛气体的传感性能EI北大核心CSCD

工业生产生活中产生的乙醛气体需要实时高效监测,利用水热法制备了WO_(3)纳米片和一系列Ti_(3)C_(2)T_(x)-WO_(3)复合材料。采用X射线衍射法、扫描电子显微镜、Fourier红外光谱、X射线能谱等对制备出的Ti_(3)C_(2)T_(x)-WO_(3)复合材料进行了结构和形貌表征。对Ti_(3)C_(2)T_(x)-WO_(3)复合材料进行了气敏性能研究,并且探究了碳化钛加入量对Ti_(3)C_(2)T_(x)-WO_(3)复合材料气敏性能的影响。结果表明:Ti_(3)C_(2)T_(x)的加入能够有效提高WO_(3)纳米片的气敏性能。当Ti_(3)C_(2)T_(x)的加入量在7%(质量分数)时,Ti_(3)C_(2)T_(x)-WO_(3)复合材料的最佳工作温度优化为80℃。7%Ti_(3)C_(2)T_(x)-WO_(3)材料在80℃时对100μL/L的乙醛气体的灵敏度达到了32.9,最低检测限为0.1μL/L。     

片状氧化锌的合成及乙醇气敏性能研究

以乙酸锌、甘氨酸和异烟肼为原料,乙醇和水为溶剂,采用前驱体法制备了片状结构氧化锌(Zn O)。用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对产物的结构和微观形貌进行表征,并将所合成的片状结构Zn O制备成气敏元件,对其进行了气敏性能测试。结果表明,所制备的Zn O为六方纤锌矿结构,形貌为均一的颗粒组装成的二维片状结构。气敏测试结果表明,在工作温度为280℃时,该气敏元件对乙醇气体具有较好的灵敏度和选择性。     

水热法制备钐掺杂氧化锌及其对二甲胺气敏性能

采用水热法在不加任何助剂的情况下制备了六方纤锌矿ZnO及掺杂钐的ZnO (ZnO:Sm)粉体材料. 气敏测试结果显示,ZnO:Sm材料对二甲胺具有较高的灵敏度,随着二甲胺浓度增加,灵敏度呈现线性增加,当二甲胺气体的浓度为1.00′10-4时该气体传感器的检测灵敏度可达到63.97. 在三甲胺气氛中,ZnO:Sm对二甲胺具有优异的选择性,对二甲胺的响应时间为6 s,恢复时间为19 s.     

水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料及其气敏性能

采用水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱分析(EDS)对所得样品的物相、形貌及元素成分进行表征,并将其制成气敏元件,进行气敏性能测试。结果发现,在工作温度350℃时,元件对丙酮气体具有较好的响应敏感性,对丙酮气体的灵敏度与丙酮气体浓度呈线性关系,响应和恢复时间分别为10 s和110 s。此外,对可能的气敏机理进行探讨。     

水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料及其气敏性能

采用水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱分析(EDS)对所得样品的物相、形貌及元素成分进行表征,并将其制成气敏元件,进行气敏性能测试。结果发现,在工作温度350℃时,元件对丙酮气体具有较好的响应敏感性,对丙酮气体的灵敏度与丙酮气体浓度呈线性关系,响应和恢复时间分别为10 s和110 s。此外,对可能的气敏机理进行探讨。     

铝盐掺杂TiO2棒状纤维的制备及其室温NOx气敏性

以钛酸四丁酯为钛源、Al(NO3)3为铝盐,采用静电纺丝法在600℃焙烧条件下制备出铝盐掺杂TiO2棒状纤维.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪等对纤维的形貌和组成进行了表征.研究了室温下铝盐掺杂TiO2纤维对NOx的气体敏感性能,并对其气敏机理进行了分析.结果表明:铝盐掺杂TiO2纤维为一维棒状结构,直径约为200nm.在室温条件下对NOx有较好的气敏响应,响应时间最短为6s,最低检测体积分数可达9.7×10-7.锐钛矿相的存在有利于NOx的吸附-脱附.铝盐掺杂TiO2纤维大幅提高了对NOx的气敏响应灵敏度,是一种在室温条件下极具潜力的气敏材料.     

片状花形ZnO制备及其对三甲胺的气敏性能

采用低温水热法制备了ZnO材料,通过X射线衍射仪和扫描电镜分别对其结构和形貌进行了表征,并采用气敏测试仪对所制ZnO材料对三甲胺的气敏性进行了测试. 结果表明,所得的ZnO材料具有六方纤锌矿结构,呈片状花形. 此材料在340℃,对体积分数为1.00′10?4三甲胺气体的灵敏度可达到63.72. 随着三甲胺浓度的增加,灵敏度呈现线性增加的趋势. 响应时间和恢复时间分别为4 s和21 s. 此外,该样品具有呈现良好的选择性、重复性和长期稳定性.     

PANI/PAVC复合材料气敏性能的研究

以聚乙酸乙烯酯(PVAC)为掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂,制备出稳定的聚苯胺/聚乙酸乙烯酯(PANI/PVAC)乳液状态的复合材料。经检测表明该复合材料稳定性好,在室温下对氨气有很好的灵敏度。利用单因素变量法系统考察了不同因素对乳化液稳定性及复合材料气敏性能的影响,并优化出最佳工艺条件:n(DBSA)∶n(An)=1.0;n(APS)∶n(An)=1.0;n(VAC)∶n(An)=1.0;聚合时间6 h;反应温度20℃,对含量1×10-3氨气的响应时间为300 s,恢复时间为240 s,灵敏度为56.082,适宜作为室温下的氨气敏感材料。利用红外光谱对该复合材料进行了结构表征。     

微波水热合成NiGa2O4纳米粉体及其气敏性能

采用微波辅助水热法制备了NiGa_2O_4纳米粉体。用X射线衍射光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱等研究了反应温度、时间和沉淀pH对NiGa_2O_4的相组成以及气敏性能的影响。结果表明:微波水热下,180℃反应2 h合成晶型较好的NiGa_2O_4粉体。在pH为10、180℃反应2 h合成的NiGa_2O_4于室温下对三甲胺有较高的响应和较好选择性。对10×10~(-6)(mL/m~3)三甲胺响应值达到3.5,响应时间约为75 s,恢复时间约为45 s;最低检测限为1×10~(-6),响应值约为1.8。     

花状ZnO的制备及其乙醇气敏性能研究

采用回流法合成了花状氧化锌,利用X射线衍射和透射电子显微镜对产物的物相和形貌进行了表征。采用静态配气法测试了氧化锌气敏元件的气敏性能。结果表明,氧化锌为六方纤锌矿结构,由纳米棒自组装而成花状。元件在300℃时对300×10~(-6)的乙醇的灵敏度为40.5,响应时间和恢复时间分别为20s和7s。     

基于氧化石墨烯/氧化锌复合材料的乙醇气体传感器

为探讨氧化石墨烯复合材料的气敏性,以氧化石墨烯(GOs)、乙酸锌(C4H6O4Zn)、尿素(CO(NH_2)_2)为主要原料,采用水热法制备GOs/ZnO复合材料并研究其对乙醇气体的敏感性。以乙酸锌、尿素及GOs为原料,在无水乙醇体系中合成ZnO含量不同的GOs/ZnO复合材料,并对其进行XRD、SEM及FTIR表征及气敏性能的测试,研究讨论了温度、ZnO含量、乙醇浓度等各因素对复合材料敏感性的影响。结果表明,在工作温度为60℃时,氧化石墨烯/ZnO(ZnO含量为15%)具有乙醇最佳的气敏响应,显示了良好的气体敏感性,且GOs/ZnC复合材料有良好的长期使用性,可以用于检测乙醇的气体浓度。