室温下富氧空位In2O3微管的制备及其Cl2气敏性能研究

Cl₂作为消毒剂重要的工业原料,在当前疫情肆虐的情况下其需求量日益增大,而Cl₂是一种有毒气体,常见的金属氧化物半导体气敏材料对低浓度Cl₂响应低,因此开发对微量泄露灵敏的Cl₂传感材料具有重要意义。采用一种简便的NaBH₄还原方法,对脱脂棉模板法合成的In₂O₃微管材料进行处理,在室温条件下成功制备了具有丰富氧空位浓度的In₂O₃微管材料。利用XRD、SEM、XPS和EPR表征手段,考察了该方法对其晶体结构、微观形貌和氧空位的影响,结果表明,该方法只提高In₂O₃材料中的氧空位浓度而不对晶体结构和微观形貌产生影响。由气敏性能测试结果可知,NaBH₄处理后的In₂O₃微管比未处理的In₂O₃微管对相同低浓度Cl₂的响应...     

锌掺杂对In2O3电导和气敏性能的影响

用化学共沉淀法制备了Zn2+掺杂的In2O3微粉,研究了Zn2+对In2O3电导和气敏性能的影响.结果表明ZnO与In2O3间可形成有限固溶体In2-xZnxO3(0≤x≤0.10);Znin×缺陷电离的空穴对导带电子的湮灭,使固溶体电导变得很小;In1.95Zn0.05O3元件在223℃工作温度下对C2H5OH有很高灵敏度和良好的选择性,有望开发为一类新型酒精敏感材料.     

In2O3纳米孔材料的制备及其甲醛气敏性能研究

以In(NO3)3·4.5H2O为主要原料,采用溶剂热法成功地制备出In2O3纳米孔材料.采用X射线粉末衍射、透射电子显微镜等对样品的物相和形貌进行了表征和分析,并系统研究了其气敏性能.结果表明,成功合成的六方相In2O3纳米孔材料,其孔径小于17nm,孔道形状复杂且相互连通,以该材料制成的气敏元件对甲醛有很好的气敏性能,对50×10-6甲醛的灵敏度高达23.6.     

ZnFe2O4纳米球的制备及其对丙酮的气敏性能研究

丙酮被广泛应用于工业和实验室,对丙酮浓度的检测十分重要。ZnFe₂O₄是一种尖晶石型三元金属氧化物,气敏性能优良,可广泛应用于气体传感器。本文采用简单的一步水热法制备了球状的ZnFe₂O₄气敏材料。通过XRD、XPS、SEM、TEM、N2吸附-解析仪对材料的形貌结构、化学组成、比表面积等进行分析,并以丙酮为目标气体对其气敏性能进行了综合研究。结果表明,ZnFe₂O₄纳米球是由纳米粒子自组装而成,有较大的比表面积;该ZnFe₂O₄基气体传感器在最佳工作温度150℃下对丙酮的灵敏度为65.74,并具有出色的选择性、稳定性、重复性,但随着湿度的增加其气敏性能逐渐降低。     

氧控In2O3薄膜的光电性能

对比在控氧条件下制备态和退火态In₂O₃薄膜的微观结构和光电性能,分析两种状态中不同的氧作用机制。两种控氧行为都能够有效提高In₂O₃薄膜的晶格有序度和降低氧空位浓度,使其载流子浓度下降、迁移率提高和光学带隙变窄;等离子体制备过程中氧以高活性非平衡方式注入晶格,而退火时氧以低活性平衡态扩散的方式进入晶格;不同的氧作用机制使得退火态薄膜比制备态薄膜具有更少的结构缺陷、更高的氧空位浓度和更佳的透光导电性。     

SnO2纳米晶修饰多孔Co3O4纳米棒的制备及气敏性能研究

以CoCl2.6H2O和CO(NH2)2为原料采用水热法合成多孔Co3O4纳米棒,之后通过自组装的方法将SnO2纳米晶修饰到多孔Co3O4纳米棒上。研究了SnO2纳米晶修饰对多孔Co3O4纳米棒气敏性能的影响。气敏测试结果表明SnO2纳米晶的修饰明显增强了多孔Co3O4纳米棒对CH3CH2OH和H2S的响应,对CH3CH2OH和H2S的检出下限分别达到5.0×10-6和1.0×10-6。     

ZnO基氯气传感元件的制备及其气敏性能

以硝酸锌和氨水为反应物,采用沉淀法制备ZnO纳米粉体.通过X射线衍射仪和透射电镜对其进行分析,结果表明,制得的ZnO颗粒为球形,粒径较小,在20nm左右,为六方形纤锌矿结构.通过掺杂In2O3,大大提高元件对氯气的气敏特性.实验表明,该元件对体积分数为20×10-6的氯气,灵敏度可达301,响应时间2秒,恢复时间在110秒左右,具有高选择性.     

钒掺杂对SrTiO3光学性质及光催化性能的影响

采用水热法合成了掺钒量分别为0 mol%、0.5 mol%、1.0 mol%的SrTiO₃（编号依次为S-0、S-0.5、S-1.0）,通过XRD、SEM、BET比表面积分析、电子顺磁共振谱（EPR）、XPS、FTIR、UV-vis吸收光谱及PL等方法测试了材料的结构特征及光学性质,并采用NO光催化氧化及CO₂光催化还原对比了掺钒前后SrTiO₃的光催化活性的变化。研究结果表明,钒对SrTiO₃中的Ti位进行取代掺杂;掺钒导致SrTiO₃的可见光响应增强,氧空位减少;掺钒量为0.5 mol%的S-0.5比未掺钒的S-0在反应初期具有更好的光催化效果,但在反应后期S-0.5的催化活性衰减较快。综合结果显示,氧空位是光催化还原CO₂反应过程中的重要活性位点,掺钒后氧空位减少导致活性位点不足是光催化反应后期掺钒SrTiO₃材料活性衰减的主要原因。      

水热法制备Sn掺杂TiO2纳米颗粒及其丙酮传感器应用

二氧化钛因为其优异的灵敏度和物化稳定性,被认为是挥发性有机气体(volatile organic chemicals, VOCs)传感应用的潜在候选者之一。中通过水热法合成(1%～5 mol%)Sn掺杂多孔TiO₂纳米颗粒。通过测试基于Sn掺杂TiO₂纳米颗粒传感器对丙酮的气敏响应,研究其气敏性能,证明了Sn掺杂片状多孔TiO₂纳米颗粒在气体传感器领域的潜在应用前景。例如,气敏测试结果表明:Sn-TiO₂显著降低了工作温度,3 mol%Sn-对丙酮具有高响应(R_s～42.35),快速的响应(16 s),恢复时间(8 s),良好的选择性以及稳定性。通过XRD、XPS、EDS、SEM、TEM等手段对合成的Sn-TiO₂纳米颗粒进行了结构和形貌表征,以了解和验证其传感机理,并在此基础上,讨论了一种合理的传感机制。     

炭黑包覆Al2O3掺杂LiMn2O4正极材料的研究

使用醋酸锂、醋酸锰和氧化铝为原料,采用高温固相法合成掺杂Al离子的LiMn2O4二级产物。合成化学计量比为n(Li)∶n(Mn)∶n(Al)=1.3∶1.9∶0.1。首次烧结温度450℃,烧结时间4h;二次烧结温度750℃,煅烧时间为40h。合成样品采用XRD进行材料表征。测试结果表明:合成样品为尖晶石结构,结晶度较高。所得样品使用炭黑包覆处理,并制成实验性电池,对其进行交流阻抗测试(EIS)分析、循环伏安特性(CV)测试、充放电及循环性能测试分析。实验结果表明:包覆后的正极材料改善了LiMn2O4的大电流充放电性能,该材料在0.5C的首次放电比容量为93mAh/g;包覆材料增强了在大电流充放电下的容量保持率,极大地改善了电池的循环性能,该材料在充放电倍率为0.2C时,32次循环后的容量保持率为92.5%。     

Al2O3掺杂BaTi0.85Sn0.15O3陶瓷的制备及性能表征

通过传统固相二次烧结法来制备x wt% Al₂O₃（x=0、1.0、1.5）/BaTi_0.85Sn_0.15O₃（BTS）陶瓷。研究了掺杂不同含量Al₂O₃对BTS陶瓷的微观结构、介电性能及挠曲电性能的影响。结果表明,掺杂Al₂O₃的BTS陶瓷不改变陶瓷的晶体结构,仍为标准钙钛矿结构晶型;Al₂O₃的掺入能够有效降低晶粒尺寸,具有明显的细晶作用。随着Al₂O₃含量的增大,Al₂O₃/BTS陶瓷的介电常数减小,介电损耗得到明显改善,居里峰逐渐宽化且向温度高的方向偏移。Al₂O₃/BTS陶瓷的挠曲电系数随着Al₂O₃含量的增加和测试环境温度的升高均减小。此外,Al₂O₃/BTS陶瓷的挠曲电系数和介电常数之间存在一种近线性关系,但当温度非常接近于居里温度时,这种线性关系减弱。     

掺杂纳米α-Fe2O3的微波合成与湿敏性能研究

采用微波法制备出一系列刚玉结构的掺杂Sn4+和Zn2+的-αFe2O3纳米粒子,并用厚膜工艺将粉体涂在陶瓷基片上制成湿敏元件。通过对粉体的XRD测试与分析发现,部分Sn4+和Zn2+以类质同象的方式进入到α-Fe2O3晶格中代替Fe3+,改变了-αFe2O3的晶胞参数,同时晶粒尺寸减小,达到微细化的效果。测试了元件在不同湿度下的电阻,结果表明掺杂提高了-αFe2O3的湿敏性。     

Ni-LaFeO3的微波化学制备及气敏性能研究

利用微波化学法制备了Ni掺杂的LaFeO3粉体,并对其晶体结构和性能进行表征与分析,结果表明,Ni掺杂LaFeO3粉体为单一正交钙钛矿结构,没有杂相峰出现,且LaFe0.9Ni0.1O3颗粒呈椭球状,颗粒粒径约为178nm,颗粒分散性较好;LaFe0.9Ni0.1O3元件在工作温度为200℃时对5.0×10-4甲醛气体的灵敏度为9,且具有良好的选择性,响应和恢复时间分别是20和30s。     

Ag-LaFeO3的制备及甲醛气敏性能研究

采用溶胶-凝胶法结合微波化学法制备了Ag-LaFeO3气敏材料。利用热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)以及傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)对其进行了分析和表征。结果显示所制备的样品为正交钙钛矿结构,含有Ag和LaFeO3两种物相。气敏测试结果表明,当AgNO3与La(NO3)3的摩尔比为1:9时所制备的Ag-LaFeO3元件对1.0×10-6甲醛气体的灵敏度和选择性均优于其它摩尔比的元件,响应恢复时间均约为180s。     

Sn2+掺杂硫化铜的制备及其性能

以硫脲(NH2CS)、氯化铜(CuCl2)、氯化亚锡(SnCl2)为原材料采用直接沉淀法制备掺杂Sn^2+的纳米CuS近红外光吸收材料,并对样品的光学性能和物相结构进行了表征,分析部分合成条件对其光吸收性能的影响。结果表明,所制备产物为纯相Sn^2+掺杂的CuS晶体,制备工艺条件将对产物的光吸收性能及光热转换性能产生直接影响,在反应体系铜与硫的物质量之比为1∶17,NaOH加入量0.008mol,Sn^2+掺杂量5%时,反应4h可得到光吸收性能较优的样品,样品光热转换效率为23.02%,与纯相未掺杂CuS样品相比,光热转换效率提高了80.97%。     

氮掺杂Bi2O3光催化剂的制备及其可见光催化性能

以硝酸铋和六次甲基四胺为原料,采用沉淀法合成了不同氮掺杂量的Bi2O3(N-Bi2O3)粉体,并采用XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis、PL手段对其晶相结构和光谱特征等进行了表征.研究结果表明,未掺杂Bi2O3为单斜相α-Bi2O3,氮掺杂Bi2O3则为四方相β-Bi2O3和Bi5O7NO3组成的混晶,氮原子替代了Bi2O3晶格中部分氧原子,形成了Bi N键而稳定存在.氮掺杂能促进β-Bi2O3的生成.与未掺杂Bi2O3粉体相比,氮掺杂样品的吸收带边发生了明显红移,荧光强度明显减弱.甲基橙在可见光下的降解实验表明,氮掺杂Bi2O3具有良好的可见光催化活性.     

电纺In2O3纳米材料在气体传感器中的应用研究进展

In2O3纳米材料因其具有载流子的量子限域效应而表现出新颖的电学、光学性质,在超灵敏气体传感器研究领域具备潜在的应用价值。静电纺丝技术被广泛应用于纳米材料的制备,是制备In2O3纳米材料最有效的方法之一。本文综述了静电纺丝In2O3纳米材料在气体传感器中的应用现状,并提出了今后的研究方向。     

Ag掺杂In2S3薄膜的拉曼光谱研究

利用拉曼光谱结合XRD与SEM测试对未掺杂与Ag掺杂的In2S3薄膜进行了分析研究。XRD测试结果确定了In2S3的物相,并表明掺杂后晶粒尺寸发生一定的变化;拉曼光谱研究表明,掺杂后232、272及300cm-1 3条拉曼谱线发生红移,这是由于掺杂后晶格膨胀引起的。结合部分拉曼谱线半高宽的展宽证实了掺杂后薄膜中存在间隙Ag原子;SEM的测试结果进一步证实Ag掺杂后In2S3晶格存在膨胀,并说明了In2S3薄膜的生长方式。     

Sn掺杂ZnO微晶的水热法制备及表征

采用水热法合成了具有不同形貌的Sn掺杂ZnO微晶.采用XRD、SEM、UV等分析手段对试样进行了表征.实验结果表明,随着Sn掺杂比例的增加,ZnO微晶的粒度增大,大的微晶达到500 nm,小的仅为100 nmm.大的ZnO微晶为六棱锥体,显露锥面P{10 (1)1},负极面O(000 (1)),并对其生长机理进行了探讨.     

镧掺杂TiO2/膨润土复合光催化材料的制备及性能

以钠基膨润土为载体,钛酸丁酯和硝酸镧为原料,采用溶胶-凝胶法制备镧掺杂TiO2/膨润土复合光催化剂,采用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对复合催化剂进行了表征,在紫外光照射下,通过对TNT废水的光催化降解,考察其光催化活性。实验结果表明,掺杂镧与未掺杂镧的TiO2/膨润土复合光催化剂中TiO2主要以锐钛矿型存在;掺杂镧的TiO2/膨润土复合光催化剂的光催化性能明显优于未掺杂镧的TiO2/膨润土复合光催化剂,当镧的掺杂量为1%(原子分数),焙烧温度为500℃时,其光催化活性达到最佳效果。