溶胶-凝胶法纳米α-Fe2O3材料的合成、结构及气敏性能

在硝酸铁乙二醇甲醚溶液中,用溶胶-凝胶法制备了氧化铁纳米晶,通过加入高效缩合催化剂钛酸丁酯不但极大加速了凝胶化过程而且均匀的将钛掺入氧化铁晶格,形成钛酸铁.结合TEM,XRD和TG-DTA分析手段对产物粉体的粒度、晶相和热稳定性进行表征并测试了其气敏性能.结果表明单独钛掺杂即可显著提高元件对被测气体的灵敏度,若再掺入少量锑,就能进一步增加灵敏度.对掺杂后材料的气敏机理做了探讨并测试了其响应-恢复时间,证明该材料具有迅速的响应-恢复性能,因而具有良好的应用前景.     

Ti掺杂及退火处理对水热合成WO_3纳米晶粒结构及气敏性能的影响

采用水热法制备了不同掺杂浓度的WO3∶Ti纳米晶粒,并在350℃下退火1 h。采用SEM、XRD表征了材料的形貌与结构,并测试了用退火前后合成材料制成的薄膜气敏传感器件在200℃下对NO2的气敏性能。结果表明,Ti掺杂可以有效抑制WO3晶粒的生长,减小晶粒尺寸;退火处理使材料的晶相发生了改变,晶粒尺寸进一步减小,晶粒分散性变好。薄膜传感器件的测试结果显示,适量Ti掺杂和退火处理均可提高器件对NO2的灵敏度,退火后Ti掺杂2%样品制成的器件的灵敏度最大,其值达到了15.38,响应恢复时间分别为2.2和1.5 min,且具有良好的可重复性和稳定性。     

溶胶-凝胶法纳米WO3材料的合成、表征及气敏性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列掺杂有SiO2的WO3纳米粉体,通过TEM、XRD等分析手段对产物粉体的粒度、晶相结构进行了表征,测试了材料的气敏性能,探讨了煅烧温度、掺杂量、工作温度对材料气敏性能的影响。结果表明：适量SiO2的掺杂有利于提高WO3对NO2气体的灵敏度,其中掺杂量为3％（质量分数）的气敏元件在较低的工作温度下气敏性能突出。     

二氧化锡薄膜的电阻气敏和光透射率气敏性能

以无机盐为原料,采用新颖的溶胶－凝胶工艺制备了具有优良电阻－气敏性能的纳米晶二氧化锡薄膜,其在最佳工作温度２００℃对６００ｐｐｍＣＯ的灵敏度可达５００,响应时间和恢复时间分别为１３ｓ和２０ｓ,进一步研究了薄膜的光透射率－气敏性能,发现当通ＣＯ时,透射率下降,最佳工作温度与电阻－气敏性能一致,当提高薄膜的退火温度时,电阻－气敏和光透射率－气敏的灵敏度均下降,分析了产生这些现象的原因。     

超微粒氧化铁的气敏特性

采用“络合-中和沉淀”法制备超微粒氧化铁(d=10-20nm)。研究了超微粒氧化铁气敏材料的结构与性能之间的关系,以及 RE_2O_3和 SnO_2的掺杂效应。提出了一种对可燃性气体具有较高灵敏度的不含贵金属的新型气敏元件,并对其气敏机制作了初步探讨。     

聚苯胺及其掺杂材料的制备及气敏特性的研究

采用质子酸化学聚合法,以苯胺（An）为单体,过硫酸铵（APS）为氧化剂,在盐酸（HCl）溶液中,合成了聚苯胺（PANI）及In2O3、TiO2和SnO2掺杂的聚苯胺。分别通过X射线衍射仪（XRD）,红外光谱仪（FT-IR）,场发射扫描电镜（FE-SEM）对其结构和形貌进行了表征,制成了基于聚苯胺及其掺杂材料的氨气传感器。室温下,对1.0×10-5～1.50×10-4浓度范围的氨气进行了气敏测试,测试结果表明,基于聚苯胺及其掺杂材料的气敏元件对氨气响应灵敏度基本呈线性关系。掺杂In2O3的聚苯胺气敏元件对氨气的响应灵敏度最大,在1.50×10-4时响应灵敏度达到50;而掺杂TiO2的聚苯胺气敏元件对1.00×10-4氨气的响应时间最短,为60s。分析了聚苯胺及其掺杂材料的气敏机理,结果表明,金属氧化物的掺杂对聚苯胺材料的灵敏度、响应及恢复时间等气敏特性有很大的影响。     

掺多壁碳纳米管的ZnO对乙醇的气敏性能

采用化学气相沉积法制备了多壁碳纳米管(MWNTs),并向ZnO粉体中掺入不同比例的MWNTs,利用扫描电子显微镜(SEM)对合成物进行了表征,以该合成物为敏感材料制成了旁热式结构的气体传感器,通过元件对乙醇气敏特性的测试表明,MWNTs的掺杂显著地提高了ZnO气敏材料对乙醇气体的灵敏度,当乙醇气体浓度为5.0×10-5时,元件的灵敏度为46,响应恢复时间分别为4和20s,并测试了传感器对于常见干扰气体的灵敏度,表明器件具有良好的选择性。     

水热法制备V_2O_5掺杂纳米In_2O_3及其气敏性能研究

以硝酸铟为原料,采用水热法制备氧化钒(V2O5)掺杂的氧化铟(In2O3)纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)和比表面测试仪对材料的物相结构和比表面积(BET)进行了表征测试。结果表明:制备的In2O3材料都为立方晶相,具有较大的比表面积。V2O5的掺杂提高了对乙醇、苯的灵敏度。复合材料中掺杂V2O50.5%(wt,质量分数)的In2O3气敏元件对乙醇具有较好的气敏性能,3.0V加热电压下对5×10-6乙醇的灵敏度达8.024,响应恢复时间短。     

钙钛矿型SmFeO3纳米材料的制备及酒敏特性研究

采用溶胶-凝胶法并经850℃热处理制备了具有单一正交钙钛矿结构、平均粒径约40nm的SmFeO3粉体,并用该粉体做成气敏元件,测试了其气敏性能.测试结果表明,SmFeO3具有较好的酒敏特性,在0.03%乙醇气氛中的灵敏度高达51.03,并具有良好的选择性及响应-恢复特性,线性检测范围较宽.     

Y_2O_3-SnO_2常温气敏薄膜的Sol-Gel制备及性能研究

以无机盐ＳｎＣｌ２·２Ｈ２Ｏ,Ｙ（ＮＯ３）３·６Ｈ２Ｏ为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶－凝胶工艺制备了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２薄膜．采用差热－失重分析研究了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２干凝胶粉末的热分解、晶化过程．研究了Ｙ２Ｏ３－ＳｎＯ２薄膜的电学和气敏性能．从实验中得到了Ｙ２Ｏ３掺杂份量对ＳｎＯ２薄膜电学及气敏性能的影响．实验表明Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２薄膜在常温下对ＮＯｘ具有较好的灵敏度和选择性,并具有较好的响应恢复性能;在常温下对Ｈ２Ｓ气体也具有一定的灵敏度．     

纳米γ-Fe2O3的合成及气敏性能

在硝酸铁乙二醇甲醚溶液体系中加入硅酸乙酯,用溶胶--凝胶法制备γ-Fe2O3纳米晶粉体。硅酸乙酯的加入不但加速凝胶化过程,而且有效抑制氧化铁晶粒的生长,提高γ-Fe2O3向a-Fe2O3转变的相变温度。TG-DTA热分析结果表明这个相变温度为700℃左右。改变硅酸乙酯的加入量可制备出具有不同晶相的粉体;TEM观察表明粉体的粒径约为10nm,γ-Fe2O3纳米晶粉体的气敏特性具有迅速的响应-恢复性能,掺入少量Zn可改善气敏特性。     

微波辅助溶胶-凝胶法制备Mg掺杂La0.9Y0.1Fe1-xMgxO3气敏材料及气敏性能研究

采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了Mg掺杂的La0.9Y0.1Fe1-xMgxO3气敏材料,利用X射线衍射(XRD)对其晶体结构进行表征和分析。结果表明,所制备的样品为正交钙钛矿结构。气敏测试结果表明,Mg的掺入能明显改善La0.9Y0.1Fe1-xMgxO3的气敏特性,La0.9Y0.1Fe0.9Mg0.1O3气敏元件在工作温度为150℃时对1.0×10-6甲醛的灵敏度为4.9,且具有良好的选择性。     

铟掺杂纳米SnO_2的合成及气敏性能研究

采用一步水热法制备出了掺杂铟和未掺杂的球花状SnO2纳米结构。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)等手段对所得样品的形貌及晶体结构进行了表征,结果表明制得的SnO2纳米结构由厚度约30nm的纳米片组成,晶型为四方金红石型。以掺杂铟和未掺杂的SnO2样品制作了旁热式气敏元件,用于测试样品对乙醇气体的气敏性能。测试结果显示铟的掺入提高了SnO2样品的灵敏度,同时降低了气敏元件的最佳工作温度。最后,提出了铟掺杂提升SnO2纳米材料的气敏性能的可能机制。     

钴掺杂二氧化锡溶剂热法制备及其气敏性能研究

以SnCl2·2H2O、CoCl2·6H2O和无水乙醇为原料,采用溶剂热法成功制备钴掺杂SnO2粉末。通过XRD、SEM和TEM对所得样品进行物相分析和形貌观察,并将其制成元件进行气敏性能测试。结果表明:所制备的钴掺杂SnO2粉末为四方相金红石结构,钴离子的掺入并没有改变SnO2的晶体结构,对SO2气体具有较高的灵敏度和较好的响应—恢复特性。     

Y2O3-SnO2常温气敏薄膜的Sol-Gel制备及性能研究

以无机盐ＳnCl2.2H2O,Y(NO3)3.6H2O为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶－凝胶工艺制备了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳnO２薄膜,采用差热－失重分析研究了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳnO2干凝胶粉末的热分解、晶体过程。研究了Ｙ２Ｏ３－ＳnO2薄膜的电学和气敏性能,从实验中得到了Ｙ２Ｏ３掺杂份量对ＳnO2薄膜电学及气敏性能的影响。实验表明Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳnO2薄膜在常温下对ＮＯx具有较好的灵敏度的选择性,并具有较好的响应恢复性能,在常温下对Ｈ２Ｓ气体也具有一定的灵敏度。     

溶剂热法制备铝掺杂纳米ZnO及其气敏性能

采用溶剂热法合成了铝掺杂的纳米ZnO气敏材料,运用XRD和BET等手段对产物进行了表征并进行了相应的气敏性能测试.结果表明,掺杂1.5%Al后的ZnO比表面最大,粒径最小;材料对乙醛、90#汽油、90#乙醇汽油、硫化氢、二氧化氮响应较高.掺杂量为1.5%Al的元件对90#汽油在浓度为50ppm时灵敏度接近120.     

纺丝法制备多级SnO2纳米纤维及其气敏特性研究

为了提高SnO2的气敏性能,以PVP为有机溶剂,采用静电纺丝法制备了多级结构的SnO2纳米纤维,利用XRD,SEM和TEM等技术对材料的结构、形貌进行了表征,并制备了SnO2旁热式气敏元件.采用静态气体测试系统对SnO2元件进行了气敏测试.在工作温度300℃时,对0.5~50 ppm甲醛进行了气敏测试.测试结果表明:SnO2气敏元件对甲醛气体具有优异的响应灵敏度,快速的响应及响应恢复特性、较好的选择性.采用静电纺丝制备的多级结构SnO2纳米纤维对甲醛表现出良好的气敏特性.     

钛掺杂的α-Fe2O3-K2O纳米湿敏陶瓷结构与性能研究

采用硬脂酸凝胶法新工艺在α－Fe₂O₃－K₂O复合体系中掺入TiO₂.XRD、BET比表面吸附、Archimede排水法等手段对掺钛α－Fe₂O₃－K₂O纳米陶瓷分析表征结果表明,适量掺杂TiO₂,材料仍保持α－Fe₂O₃的刚玉结构,且具有很高的热稳定性,但抑制了主晶相晶粒成长,增大了材料比表面积及孔隙率．电性能及湿敏特性测试结果表明,适量掺杂TiO₂,降低了材料固有电阻,显著减小了材料湿滞;认为钛掺杂使材料晶粒细化;从而使K+更加分散地沉积在α－Fe₂O₃晶粒表面非晶壳层中,是改善材料湿滞的主要原因．     

In2O3基酒敏材料的催化及气敏性能

采用微反-气相色谱联用装置和气敏性能测试设备,系统评价了不同粒径、不同掺杂的Ia2O3材料对乙醇的催化、气敏性能.研究表明,采用纳米材料可将乙醇灵敏度由6.0提高到16.0,掺杂碱性金属氧化物将灵敏度提高到14.0;掺杂贵金属可大幅度提高材料对乙醇的催化活性,但降低对乙醇的灵敏度.材料的气敏性能和催化性能存在密切的联系,浅析了材料对乙醇的敏感机理.     

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。