静电增强超声雾化法制备SnO_2-MWCNTs薄膜研究

将等离子处理的多壁碳纳米管(MWCNT)超声分散于四氯化锡(SnCl_4)的乙醇盐溶液中,利用静电增强超声雾化法制得二氧化锡-多壁碳纳米管(SnO_2-MWCNTs)薄膜。采用场发射扫描电镜对其微观形貌进行表征,结果表明经等离子处理的MWCNTs团聚减弱,均匀分散于微孔薄膜上,薄膜厚度5~6μm;X-射线衍射分析结果表明制得的SnO_2-MWCNTs薄膜无其他杂质,较为纯净,晶粒尺寸3nm左右。电阻率测试结果表明薄膜的导电性能随沉积温度的升高而增大,随后趋于平缓,当沉积温度为300℃时,SnO_2-MWCNTs薄膜的电阻率低至0.01Ω·cm。     

SnO_2气敏材料及其制备技术进展

为了解国内外SnO2气敏材料及其制备技术的研究进展,按照该材料的发展历程,对纳米粉体、纳米薄膜、纳米一维材料、介孔及多孔材料的制备技术及进展进行了详细的综述。结果认为,SnO2纳米粉体与纳米薄膜气敏材料的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象;纳米一维材料与介孔、大孔材料等结构功能材料作为气敏材料方兴未艾,有很大的发展潜力和应用前景;新老制备技术的不断成熟及涌现将使SnO2纳米结构材料作为气敏材料而深入研究和广泛应用,结合掺杂等手段,将进一步推动SnO2气敏元件的高效微型、集成化、多功能、智能化发展。     

SnO_2-TiO_2的制备及气敏性能研究

以SnCl4·5H2O和钛酸四丁脂为原料,采用Sol-Gel法制备SnO2-TiO2材料。运用XRD、TEM对SnO2-TiO2粉体的物相、形貌和结构进行表征。并测试其气敏性能。实验结果表明:SnO2-TiO2纳米粉体在3.5 V加热电压下对100 ppm乙醇的灵敏度为464.116。     

SnO_2复合薄膜甲烷气敏传感器研究进展

甲烷是具有稳定四面体分子结构的碳氢化合物,其键能大、分解困难且活性低,是煤矿安全生产的主要障碍及一种温室气体。SnO2半导体薄膜制备工艺简单、成本低廉、性能稳定,是甲烷传感器研发的主流气敏材料。科技人员进行了很多相关研究以提高传感器的性能,如新气敏材料的研究、催化剂/添加剂的使用、气敏机理的探索、传感器结构改进及气敏膜的表面修饰改性等。本文从气敏膜制备与改性、传感器结构设计及气敏机理研究三个方面,综述了近年来SnO2复合薄膜甲烷传感器的研究进展,结果表明:①应开发复合型金属氧化物半导体及高分子气敏材料,以提高灵敏度、选择性与稳定性;②研发微型智能传感器是未来发展的主要方向,而自组装技术应可用于制备金属氧化物半导体薄膜气体传感器微纳阵列;③气敏机理应与实验测试、材料设计及器件制备进行对照研究。     

前驱体浓度对超声雾化热解法制备ZnO薄膜性能的影响

采用超声雾化技术,以醋酸锌水溶液为前驱体溶液,在加热的玻璃衬底上制备得到ZnO薄膜.研究了不同前驱体溶液浓度和不同加热温度条件下制得的ZnO薄膜的微观结构和光学性能.测试结果表明,ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,在合适的条件下可以制备出沿(002)晶面取向生长的样品,具有优良的均匀性和致密性.同时在可见光区也表现出80%以上的高透过率.     

纳米SnO_2气敏材料制备的研究进展

为了解国内外SnO2气敏材料及其制备技术的研究进展,对纳米SnO2粉体材料以及膜的制备技术和研究进展进行了详细的综述,并对其未来的发展趋势进行了展望。结果认为,SnO2纳米粉体与SnO2膜等气敏材料的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象;制备技术的不断成熟将使SnO2纳米功能材料作为气敏材料而深入研究和广泛应用,结合掺杂等手段,将进一步推动SnO2气敏元件的高效微型、集成化、智能化发展。     

超声雾化热分解气相沉积法制备TiO_2薄膜的气敏特性研究

运用超声雾化热分解法制备了纯TiO2薄膜,并通过超声雾化分解和电子束蒸发两种方法注入了Ru,Rh,Ir杂质,研究了各种薄膜对O2的传感特性,并利用透射电镱和原子力显微镜分析薄膜晶体的微观结构。实验发现,纯TiO2薄膜在高工作温度(400℃)下对O2的传感性也较弱,而通过超声雾化分解法制备的掺杂TiO2薄膜工作温度明显降低到300℃,传感灵敏度极大提高,响应时间缩短,并且超声雾化分解法制备比电子束蒸发注入的传感薄膜具有更好的气敏传感特性。     

静电纺丝法制备不同形貌的纳米SnO_2及其甲醛气敏特性的研究

采用静电纺丝法,分别选取不同的有机溶剂PVP,PMMA,制备了SnO2的有机物纳米纤维。在600℃温度下退火后,得到不同形貌的SnO2纳米材料(SnO2纳米纤维和SnO2纳米颗粒)。分别通过XRD,SEM,TEM,BET等表征方法对材料的微结构进行了表征,并分别制备了基于SnO2纳米纤维和SnO2纳米颗粒的气敏元件,测试了这些元件对(0.5~50)×10-6的甲醛气体的敏感性能。测试结果表明,在(0.5~50)×10-6甲醛浓度范围内,SnO2纳米颗粒气敏元件比SnO2纳米纤维气敏元件表现出更低的工作温度、更高的响应灵敏度和略长的响应及恢复时间。两种元件都对甲醛表现出良好的选择性。最后,分析了SnO2纳米材料对甲醛的吸附机理。     

喷雾热解法制备SnO_2∶F+Sb薄膜的结构及性能研究

采用喷雾热解法在玻璃基板上制备了SnO2∶F+Sb薄膜,对薄膜的结构及性能进行了研究。用STM对薄膜表面进行表征,发现薄膜表面光滑平整,粗糙度Ra为16.283nm。四探针测试仪测定薄膜方阻为60Ω/□,电阻率为2.1×10-3Ω.cm。用XRD表征薄膜结构,薄膜为四方相多晶SnO2结构,说明掺杂没有该变薄膜结构。对薄膜的光学性能进行了测试,可见光透过率达到80%,在2500nm处的中远红外区反射率由镀膜前的6%上升到36%。按国家标准测试了镀膜玻璃耐酸碱稳定性,实验前后薄膜的可见光透过率变化<3%,符合国家标准。同时本研究还对镀膜玻璃的保温性能进行了测试,结果表明本实验制备的镀膜玻璃具有较好的保温性能。     

超声喷雾热解法制备MgxZn1-xO薄膜及其性能研究

采用超声喷雾热解法在石英玻璃衬底上生长出不同组分的宽禁带MgxZn1-xO薄膜(z=0、0.08、0.16、0.25).通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和分光光度计等分析测试手段对MgxZn1-xO薄膜的晶体结构、透光性及禁带宽度进行了研究.结果表明,随着Mg含量的增加,MgxZn1-xO薄膜仍然保持着ZnO的纤锌矿结构,没有生成MgO相,Mg可以有效地溶入ZnO的晶格中.MgxZn1-xO薄膜具有良好的透光性,在可见波段的光透过率达85%以上;此外,随着Mg含量的增加,MgxZn1-xO薄膜的吸收边出现蓝移现象,禁带宽度从3.30eV增大到3.54eV.     

超声喷雾热解法制备ZnO薄膜及性能研究

以醋酸锌水溶液为前驱体溶液,使用自制的超声喷雾热解系统在玻璃基板上制备得到了ZnO薄膜.经X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析得到ZnO薄膜的晶体结构和微观形貌.测试结果表明,ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,在450～500℃下制备的薄膜显示出良好的结晶性能,并且沿(002)晶面择优取向生长,薄膜具有优良的均匀性和致密性.同时,制备得到的薄膜在可见光区也表现出80%以上的高透过率.     

超声喷雾热解法制备MgO薄膜及性能研究

采用自制超声喷雾热解装置制得MgO薄膜,用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计等研究了MgO薄膜的晶体及微观结构。结果表明,随着沉积温度的提高,薄膜的结晶性能变好,光透射率随之升高;当沉积温度为650℃时,薄膜的晶粒为52.295nm,在可见光波段透射率达到77%。沉积温度对MgO薄膜的晶体结构、表面形貌以及光学特性有显著影响,是调控MgO薄膜结构和光学特性的有效手段。     

有序介孔SnO_2的制备及其气敏特性的研究

以SBA-15为硬模板,利用浸渍法将SnCl2担载到介孔孔道中,通过控制反应温度和反应环境合成SnO2/SBA-15复合材料,用NaOH溶液除去SBA-15模板,制备具有与SBA-15反转结构的介孔SnO2;通过XRD,TEM和N2吸脱附的表征,证明所制备的SnO2具有有序的介孔结构和较大的比表面积;对乙醇敏感特性进行了初步探讨。     

SnO_2光敏、气敏元件的性能研究

报道了用常压蒸发法制备的SnO2薄膜的光敏性能和用烧结法制备的圆珠状气敏元件的气敏性能。初步探讨了其结构与机理。指出进行集光敏、气敏于一体的传感器的研究。     

Ag掺杂SnO_2气敏元件性能的研究

在油酸钠作用下,以锡粒和浓硝酸为原料,采用硝酸氧化法制备前驱体,再掺杂一定质量分数的Ag,于600℃下灼烧得到Ag掺杂SnO2粉体材料。将合成材料制备成旁热式气敏元件,采用静态配气法对甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、甲醇和乙醇等进行气敏性能测试。结果表明:SnO2纳米粉体中掺杂Ag元素可显著提高材料对甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、甲醇和乙醇等气体的灵敏度,并具有较快的响应和脱附速度。     

超声热解法制备SnO2:F薄膜加热管及其性能研究

采用超声喷涂热解淀积方法将SnO2F透明导电薄膜制备于耐高温的硼硅玻璃管内壁.XRD物相分析及SEM、STM形貌分析表明,SnO2F薄膜为多晶结构,平均粒径50nm.分析了薄膜中F取代SnO2中O的形成过程和薄膜电导率增强的机理,解释了不同的工艺条件对薄膜的结构、光电特性的影响,确定了制备SnO2F薄膜加热管的最佳工艺条件.该条件下制备的薄膜的电阻率达4×10-4Ω·cm,可见光透过率高于90%,功率密度平均可达35 W/cm2.     

SnO_2超微粒薄膜的制备及气敏性研究

通过研制的磁控溅射系统,采用射频磁控溅射法,对 S_nO_2超微粒半导体气敏膜的制备进行了研究,同时对制备的薄膜的气敏性进行了测量分析。扫描电镜分析表明:当溅射气压 P_(Ar)=1.20～2.67Pa 时,就能制得超微粒半导体气敏膜。对 C_2H_5OH 的气敏性研究表明,制备的超微粒膜比普通连续膜的灵敏度有显著提高.     

sol-gel法制备的SnO_2-TiO_2厚膜及其气敏特性研究

采用sol-gel法,以钛酸丁酯、四氯化锡为前驱体制备了不同掺杂量的Sn O2-Ti O2纳米粉末,样品经300,500,700和900℃退火后,利用浸渍提拉法,在Al2O3陶瓷管表面制备了Sn O2-Ti O2厚膜。通过XRD和SEM对制备的纳米粉末的物相、形貌进行表征,静态配气法对其气敏性能进行测试,并结合分子轨道理论探讨了气敏机理。实验结果表明,经700℃退火的4%(原子分数)掺杂的Sn O2-Ti O2气敏元件,对乙醇气体具有很好的选择性,在工作温度为63℃时,对乙醇气体的灵敏度可达1 903,响应-恢复时间分别为1和3 s,所制备的气敏元件有望用于乙醇气体的实用化检测。     

超声喷雾热解法制备半导体薄膜技术

超声喷雾热解法(USP)作为一种新兴的薄膜制备技术,已制备出多种半导体薄膜材料,并成功应用于太阳能电池、传感器、固态氧化物燃料电池等领域。介绍了USP制备薄膜技术的原理,结合近年来USP技术在半导体薄膜制备领域的研究进展,系统阐述了超声喷雾热解法制备薄膜的原理、工艺过程及在此过程中发生的物理化学变化,详细分析了前驱体溶液化学组成、沉积温度、退火处理等各个工艺参数对薄膜沉积过程和成膜质量的影响,指出了该技术目前存在的问题及今后的发展方向。     

生物模板法合成分级多孔结构SnO_2及其乙醇气敏性能

以脱脂棉为模板,采用溶剂热法、超声法和浸渍法3种工艺,复制式制备了具有棉纤维结构的分级多孔SnO2纳米材料。通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜表征结果得知,3种方法制得的SnO2均为四方晶系金红石结构,均较好的复制了棉纤维的分级多孔结构。测试对比了SnO2材料制作的元件的气敏特性,3种元件对乙醇表现出很高的响应,其中浸渍法制备的材料显示出更高的响应,分析了生物模板在遗态材料合成过程中的作用,并初步分析了乙醇的气敏机理。