In、Sn共掺杂ZnO纳米线的制备及其气敏性能研究

为了改善纯ZnO纳米线的气敏性能,采用物理蒸发法制备出In、Sn共掺杂的ZnO纳米线,利用XRD、SEM、TEM对产物的形貌、结构进行表征,采用CGS-1TP智能气敏分析系统对其进行酒精气敏性能测试.结果表明,制备出的In、Sn共掺杂ZnO纳米线具有六方纤锌矿结构,平均直径约为80nm,In元素与Sn元素的掺杂量分别为0.12%和1.1%.在最佳工作温度225℃条件下,对气体浓度为400ppm的酒精蒸气的灵敏度S(Ra/Rg)为39.06,响应-恢复时间分别为9s和5s,比同等测试条件下纯ZnO纳米线的灵敏度提高63.9%,响应-恢复时间分别缩短1s和2s.     

稀土元素掺杂对ZnO纳米线气敏性能的影响

为解决ZnO基气体传感器在实际应用中存在着灵敏度低、选择性差、响应时间长等问题,以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和稀土元素（Y2O3、CeO2、La2O3）掺杂的ZnO纳米线为气敏基料,制备成旁热式气敏元件,用静态配气法对浓度均为100 ppm的无水乙醇蒸汽、氨气、甲烷及一氧化碳四种气体进行气敏性能测试.结果表明,稀土元素掺杂后,ZnO纳米线对四种气体灵敏度的最高值都有明显的提高,响应时间和恢复时间分别为4 s和3 s.     

Room temperature hydrogen sensing performances of multiple networked Ga N nanowire sensors codecorated with Au and Pt nanoparticles

The sensing performances of multiple networked Ga N nanowire(NW) sensor codecorated with Au and Pt nanoparticles were examined. The pristine Ga N nanowires show responses of approximately 108%-173% to 0.05%-0.25% H2 at room temperature. On the other hand, the Ga N nanowires decorated with Au and those decorated with Pt lead to 1.1-1.3 and 1.2-1.6 times,respectively, stronger responses to 0.05%-0.25% H2. In contrast, the Au Pt-codecorated Ga N nanowires show 1.3-2.0 times stronger responses to 0.05%-0.25% H2. In other words, the Ga N nanorods codecorated with Au and Pt nanoparticles show much stronger response to H2 gas than the Au or Pt monometal-decorated counterpart. The underlying mechanism for the enhanced response of the Au Pt-codecorated Ga N nanowire was discussed.     

Zn掺杂对SnO_2纳米线的气敏性能的影响

为了提高SnO2纳米线基气敏传感器在实际应用中存在着灵敏度低、选择性差等问题,采用物理热蒸发法制备纯SnO2纳米线和不同质量百分比（7%,8%,9%,10%）的Zn掺杂SnO2纳米线,将制得的气敏基料制备成旁热式气敏元件,应用静态配气法对浓度均为500ppm的无水乙醇蒸汽、CO及CH4分别进行气敏性能测试.实验结果显示,Zn掺杂SnO2纳米线相比纯SnO2纳米线的气敏性能有了明显提高（乙醇提高2.46倍,CO提高13.88倍,CH4提高1.43倍）,并得出无水乙醇气敏性能在工作温度为280℃最高,CO,CH4在300℃最好.当Zn的掺杂比例为质量百分含量为9%时,各种比例材料所制成的气敏元件气敏性能最高.     

NiO功能化修饰ZnO纳米花对二甲苯的选择性检测

制备了一种负载NiO纳米粒子的ZnO纳米花杂化材料,并对其进行了XRD分析、形貌分析及气体传感性能测试。结果表明,表面负载的NiO纳米粒子调节了ZnO纳米花的导电通道;与纯ZnO材料相比,NiO负载量优化后的异质结气敏材料对二甲苯的响应值提高了3.3倍;传感器的选择性得到提高,响应时间缩短。从更广泛的角度提出了通过引入表面异质结构进行功能化修饰高性能半导体金属氧化物气体传感器的方法。     

锌掺杂氧化镍纳米线的制备及氧化镍基气敏传感器性能的研究

为了提高NiO气敏材料的响应和恢复速度,采用磁场诱导肼还原法和高温氧化法制备Zn掺杂NiO纳米线,研究Zn掺NiO纳米线基传感器对于氨气的敏感性能。结果表明:随着Zn掺杂浓度的提高(摩尔分数2%~5%),XRD衍射峰向小角度偏移0.2°~0.4°, 且晶面间距增大0.01~0.02 nm,均说明锌离子已成功掺入到NiO晶格中;与未掺杂的NiO纳米线传感器相比,掺杂Zn的NiO纳米线传感器的响应速度提升了6~8倍,恢复速度提升了108~120倍;掺杂的NiO基气敏传感器同时拥有着优异的稳定性和选择性。       

紫外光驱动微纳结构薄膜的气敏特性研究

采用基于有机模板的溶液浸渍-无损转移法制备ZnO微纳多孔有序薄膜,研究了在不同紫外光强度照射下和不同尺寸孔径的ZnO微纳多孔有序薄膜对NO₂气敏性能的影响。结果表明,以500 nm聚苯乙烯（PS）球为模板制备的ZnO微纳多孔薄膜传感器,在0.35 mW/cm3紫外光照射下具有较高的灵敏度、较快的响应和恢复时间。随着紫外光强度的增强和孔径尺寸的增大,ZnO微纳多孔薄膜传感器的灵敏度降低;且在紫外光照射下ZnO微纳有序多孔薄膜对乙醇、甲醛、H₂S、SO₂和CH₄等气体具有很好的选择性。     

ZnO和ZnO/Au纳米流体的制备及光热转换性能

太阳能光热利用是太阳能利用的重要方面,其中,纳米流体光学特性对太阳能光热利用效率起着决定性作用。通过水热法制备不同形貌的ZnO纳米颗粒,再利用硼氢化钠还原法将Au成功还原在ZnO纳米颗粒上,制备出ZnO/Au复合纳米材料。通过SEM、XRD表征ZnO和ZnO/Au纳米粒子的形貌结构与成分。经紫外/可见/近红外吸收光谱测试表明ZnO/Au纳米流体显著提高了在可见光波段的吸收。通过光热转换实验表明,花状ZnO纳米流体的光热转换性能优于棒状ZnO纳米流体, ZnO/Au纳米流体由于Au的等离激元效应,光热转换特性增强。当浓度为1.0 mg/mL时,棒状ZnO/10%Au纳米流体光热转换效率为59%,比纯导热油纳米流体提高16%;当浓度为0.5 mg/mL时,花状ZnO/10%Au纳米流体光热转换效率为71%,比纯导热油纳米流体提高28%。     

基片表面朝向对ZnO纳米线生长机理的影响

采用热蒸发ZnO粉末法,以金膜为催化剂,在两片表面分别朝上和朝下的Si(100)基片上生长ZnO纳米线(样品分别标为1#和2#)。X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰,说明ZnO纳米线沿(001)择优取向。通过扫描电子显微镜(SEM)表征发现,ZnO纳米线整齐排列在Si基片上,直径在100nm左右,平均长度为4mm。通过分析得出,两种基片上生长的ZnO纳米线的生长机理是不相同的:1#样品,在基片表面上先生长ZnO薄膜,再在薄膜上生长ZnO纳米线;2#样品,ZnO纳米线直接外延生长在基片表面。结果显示基片表面的朝向影响ZnO纳米线的生长机理。     

锡掺杂氧化锌薄膜乙醇气敏性的研究

以载玻片为基片,依次采用溶胶凝胶、浸渍提拉和热处理方法制备掺杂锡的氧化锌薄膜气敏材料.分别采用红外光谱对氧化锌溶胶体系进行表征;扫描电子显微镜(SEM)观察氧化锌薄膜的表面形貌;主要利用电化学工作站测量极限电流与乙醇气体浓度的关系,研究掺杂氧化锡的氧化锌薄膜在常温下的乙醇气敏性能.结果表明:所成溶胶体系稳定;10层锡掺杂氧化锌薄膜晶型较完整,排列有序,在常温条件下乙醇气体含量为0～500μL/L时,极限电流与气体浓度呈现较好的线性关系;在乙醇气体含量为500μL/L时,灵敏度可高达82.39.     

聚乙二醇修饰纳米二氧化锡的制备及气敏特性

以五水四氯化锡为原材料,聚乙二醇为表面包覆剂,用沉淀法制备出二氧化锡纳米粉体.将制得的二氧化锡纳米粉体经过研磨、涂覆、烧结、焊接、老化等步骤即制得旁热式烧结型二氧化锡气敏元件.取少量二氧化锡纳米粉体采用X射线衍射、比表面测试、扫描电镜和透射电镜等测试手段对材料的结构、比表面积和形貌进行了表征;采用静态配气法测试了气敏元件对乙醇、甲醛、丙酮、甲醇等气体的气敏性能.结果表明:制备的二气化锡粉体粒径非常小且均一性比较好,颗粒大小约为5～8nm;比表面积极大,最高达到每克73.29平方米,具有多孔结构,最可几孔径为4.7～6.1nm,多孔结构可形成气体通道有利于气体分子扩散,从而提高气敏性能.通过添加聚乙二醇作为表面包覆剂对二氧化锡进行修饰,提高了二氧化锡材料的气敏性能,研究表明各元件对乙醇、甲醛、丙酮、甲醇等气体都具有很高的灵敏度,具有较大的应用前景.     

不同微观形貌的ZnO薄膜的制备及其表征

通过溶胶凝胶法在透明玻璃上制备了ZnO薄膜,分别采用XRD、SEM和AFM等分析方法对所制样品进行表征,分析了样品的结构特性。研究了络合剂及添加剂等因素对ZnO薄膜微观形貌的影响,并且考察了不同计量比下ZnO颗粒的富集程度、纳米线的对称程度差别,得到了致密粒子(0.7μm)和纳米线(0.5μm)的两种微观结构ZnO薄膜。研究表明,纳米线呈倒伏状分布在基体表面,并分析了对称分布的纳米线结构产生的机理。     

Characteristics and Photoeatalytie Effects of Zn/ZnO Nanowhiskers Compared with ZnO Nanoparticles

ZnO nanopowders were prepared by oxidizing Zn vapor in the atmosphere of mixture gas of Ar and O_2 at low pressure.Tetrapod nanowhiskers synthesized at a pressure of 1.6 kPa show pure ZnO feet and Zn phase in the core of the nanopowder.The ellipsoid ZnO nanoparticles were produced at the pressure of 10 kPa.The photodegradation rate of aniline and chemical oxygen demand removal demonstrate that the photocatalytic efficiency of Zn/ZnO nanowhiskers with UV irradiation is higher than that of ZnO nanoparticles. The tetrapod morphology and Zn phase inside nanowhiskers play key a role in photodegradation process.     

Characteristics and Photoeatalytie Effects of Zn/ZnO Nanowhiskers Compared with ZnO Nanopartieles

ZnO nanopowders were prepared by oxidizing Zn vapor in the atmosphere of mixture gas of At and O2 at low pressure. Tetrapod nanowhiskers synthesized at a pressure of 1.6 kPa show pure ZnO feet and Zn phase in the core of the nanopowder. The ellipsoid ZnO nanoparticles were produced at the pressure of 10 kPa. The photodegradation rate of aniline and chemical oxygen demand removal demonstrate that the photocatalytic efficiency of Zn/ZnO nanowhiskers with UV irradiation is higher than that ofZnO nanoparticles. The tetrapod morphology and Zn phase inside nanowhiskers play key a role in photodegradation process.     

An improved sensitivity non-enzymatic ascorbic acid sensor based on a Ag2O nanowire modified Ag electrode

In this paper, the Ag2O nanowires had been prepared and applied for the fabrication of ascorbic acid sensors with high enhanced sensitivity by using self-assembly technology. The structures and morphologies of Ag2O nanowires were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The direct electrocatalytic oxidation of ascorbic acid in alkaline medium at Ag2O nanowires modified electrodes had been investigated in detail and the condition for determination of ascorbic acid was optimized, such as support-electrolyte, pH and scan speed. The oxidation peak current changed linearly with the concentration of ascorbic acid over the range from 2.0×10-8 mol/L to 1.0 mmol/L, and the detection limit can reach 1.0×10-8mol/L. Compared to a bare Ag electrode, a substantial decrease in the overvoltage of the ascorbic acid oxidation was observed at the Ag nanowires electrodes with oxidation starting at ca. 0.7V vs. Ag/AgCl (saturated KCl). The Ag2O nanowires modified electrode allows highly sensitive, low working potential, stable, and fast amperometric sensing of ascorbic acid, thus is promising for the future development of non-enzymatic ascorbic acid sensors.     

氧化铟纳米纤维的制备及其甲醛气敏性能

采用静电纺丝法和随后的热处理过程制备了新颖的氧化铟纳米纤维材料. 利用扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射等表征手段对该材料形貌和晶体结构进行表征. 结果表明,所得到的纳米纤维材料的直径约为250 nm~300 nm. 这些纳米纤维由氧化铟纳米颗粒组成,而且其颗粒尺寸均一. 将这种纳米纤维材料制备成气敏传感器,研究表明基于该敏感材料的传感器对甲醛具有优异的气敏性能. 氧化铟纳米纤维传感器具有较低的最佳工作温度 200 ℃,并且对低体积浓度为百万分之五的甲醛气体具有2.1的灵敏度响应值. 在探讨甲醛的气敏机理的过程中,认为氧化铟纳米纤维的一维结构、甲醛的高还原性及敏感材料表面吸附氧促使了该材料对甲醛的优异的气敏性能. 此外,通过对传感器的选择性及稳定性测试,传感器对甲醛具有非常好的选择性和稳定性,这为制备高性能的甲醛传感器开拓了一种优异的气敏材料.     

紫光激发对ZnO纳米线氨气气敏性能的影响

分析了ZnO基气体传感器在应用中存在灵敏度低、响应和恢复时间长的问题.以物理热蒸发法制备的ZnO纳米线为气敏基料,制作成旁热式气敏元件.采用紫光(波长为370~395 nm)激发,用静态配气法对浓度为100 mL/m3的氨气进行了气敏性能的测试.ZnO纳米线气敏元件对氨气检测的灵敏度提高了353%,响应时间和恢复时间分别缩短了4 s和1 s.     

Fabrication and green emission of ZnO nanowire arrays

Well-aligned single-crystalline wurzite zinc oxide (ZnO) nanowire arrays were successfully fabricated on a Si substrate by a simple physical vapor-deposition (PVD) method at a relatively low temperature of about 500℃. The as-fabricated nanowires were preferentially arranged along the [001] direction of ZnO. The photoluminescence spectrum of ZnO nanowire arrays showed two emission bands: a strong green emission at around 500 nm and a weak ultraviolet emission at 380 nm. The strong green light emission was re...     

氧化锌纳米梭酒精敏感性能的研究

针对水热合成工艺的低成本、无污染的特点,以硝酸锌、六亚甲基四胺和氨水为水热反应体系,研究了新颖形貌的氧化锌纳米梭的制备方法,同时对氧化锌纳米梭的形成过程进行了分析.并将氧化锌纳米梭制成旁热式气敏传感器并利用以Labview系统为核心的气敏数据采集系统对其进行酒精敏感性能测试,测试结果表明氧化锌纳米梭气敏传感器的最优工作温度在380℃左右;在此温度下对同一浓度的4种不同气体测试表明,对乙醇气体的灵敏度高于其他气体;对质量分数为5×10-6的乙醇有40%的灵敏度响应,随气体浓度的增加灵敏度也随之升高,对质量分数为100×10-6的乙醇气体可达85%.     

LaCo_（1-x）Ti_xO_3（x=0.0～0.8）化合物的合成及其酒敏特性

采用溶胶-凝胶柠檬酸盐燃烧法合成了LaCo1-xTixO3（x=0.0~0.8）系列化合物,利用TG-DTA,XRD,IR对合成路线和晶体结构进行了表征,制备了LaCo1-xTixO3（x=0.0-0.5）基厚膜型气敏元件,并在乙醇气体中测试了它们的气敏性能.XRD测试结果表明,700℃烧结后的LaCo1-xTixO3（x=0.0-0.8）化合物具备单相钙钛矿结构.在350℃时,当Ti元素的s杂量为x=0.5时,气敏材料对乙醇气体的灵敏度最高,并讨论了可能存在的气敏机理.