纳米SnO2的制备及其酒敏性能研究

以SnCl4为原料的化学共沉淀法、sol-gel法和以金属Sn粒为原料的溶解–热解法分别制备出纳米SnO2粉体。采用TG-DTA、XRD、TEM等手段对其进行表征,静态配气法测试SnO2的酒敏性能。结果表明:采用溶解–热解法制备的SnO2粒径小于10nm,在210℃的工作温度下,对0.005%的乙醇具有160倍的高灵敏度,响应恢复时间仅1s的优良特点。讨论了影响材料气敏性能的因素。     

溶剂热法制备纳米SnO2及其气敏性能研究

以SnCl2·2H2O为原料,采用溶剂热法,分别在体积分数为95%的乙醇及95%乙醇–油酸体系中制备了单分散的SnO2纳米粉。利用XRD和TEM等手段,对产物进行了表征,并对其气敏性能进行了测定。结果表明:在95%乙醇–油酸体系中制备的SnO2,粒径约为15nm,在4V的工作电压下,对体积分数为100×10–6的氯气灵敏度为370,响应–恢复时间仅为1s。     

掺Sm2O3的SnO2纳米粉体对C2H2气敏特性的研究

用化学沉淀法制备了SnO2纳米材料,利用XRD和SEM对合成产物进行了表征.采用旁热式结构制成了以SnO2为基体材料,掺杂Sm2O3的气体传感器.通过元件对C2H2气敏特性的测试表明:Sm2O3的掺杂可以明显地提高SnO2气敏材料对C2H2气体的灵敏度,当工作温度为180℃,C2H2浓度为1000ppm时,元件的灵敏度为64,响应恢复时间分别为3和20s.讨论了不同相对湿度对元件气敏特性的影响.     

掺Sm2O3的SnO2纳米粉体对C2H2气敏特性的研究

用化学沉淀法制备了SnO2纳米材料,利用XRD和SEM对合成产物进行了表征.采用旁热式结构制成了以SnO2为基体材料,掺杂Sm2O3的气体传感器.通过元件对C2H2气敏特性的测试表明:Sm2O3的掺杂可以明显地提高SnO2气敏材料对C2H2气体的灵敏度,当工作温度为180℃,C2H2浓度为1000ppm时,元件的灵敏度为64,响应恢复时间分别为3和20s.讨论了不同相对湿度对元件气敏特性的影响.     

介孔SnO_2的制备及气敏性能研究

采用CTAB模板法制备了具有介孔结构的SnO2。通过小角X射线衍射,BET法对其进行了表征。采用静态配气法对介孔SnO2的气敏性能进行了研究。结果表明:随着煅烧温度的升高,介孔SnO2的比表面积从105.54m2/g降到38.11m2/g。通过延长陈化时间和进一步水热处理可以增加介孔SnO2材料的比表面积。气敏测试表明:在4.5V加热电压下,气敏元件对体积分数为50×10-6酒精蒸气有较好的气敏性能,灵敏度为9.4,响应-恢复时间均为8s。     

磁控反应溅射SnO2薄膜的气敏特性研究

为研究SnO2薄膜的气敏特性,采用直流磁控反应溅射法制备了SnO2薄膜。探讨和分析了SnO2薄膜气敏元件的敏感机理。对SnO2薄膜的电阻和灵敏度的测试以及对实验结果的分析表明:SnO2薄膜厚度在150~400nm为宜,一般膜厚在250nm时较为敏感。在SnO2薄膜中掺入Pd、Pt、Ag等微量杂质可大大提高SnO2薄膜气敏元件的灵敏度,且使灵敏度的峰值向低温方向移动,增强了对H2、CO和C2H5OH等可燃气体的选择性、响应时间由3min缩短到0.5s以下。     

SnO_2厚膜与基板附着强度及气敏性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米粉末,用丝网印刷法制备了以氧化铝陶瓷为基板的SnO2厚膜。分别采用SEM、XRD及电化学工作站表征了SnO2的结构与形貌并测试了其气敏性能。结果表明,所制备的SnO2平均颗粒粒径约为60 nm,为四方相结构。与SnO2直接附着在氧化铝基板的厚膜(样品A)相比,以玻璃粉作为SnO2和氧化铝基板粘结剂的厚膜(样品B)附着强度更高,解决了SnO2与氧化铝基板附着强度差的问题;以玻璃粉为粘结剂制备的厚膜对H2具有稳定的气敏性能。     

二氧化锡对H_2响应值与气体浓度关系的定量研究

为了得出不同焙烧温度、工作温度及Pt负载条件下SnO2材料对H2的响应值与H2浓度间的定量关系。通过溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米粉末,用丝网印刷制备以氧化铝陶瓷为基板的SnO2厚膜。分别用SEM、XRD及电化学工作站表征了SnO2的结构与形貌并测试了其气敏性能。结果表明,所制备的纯SnO2平均颗粒粒径约为60 nm,为四方相结构。焙烧温度越高,材料对H2的响应值越低,当焙烧温度为600~800℃时n值(响应值的对数与气体浓度的对数作图的斜率)不变;工作温度在200~400℃时,随着工作温度的升高n值降低;Pt负载SnO2与纯SnO2相比,Pt负载SnO2对H2的响应-恢复时间缩短,响应值提高,n值无明显变化。     

SnO2纳米粒子的粒径调控

以SnCl4·5H2O为原料，用溶胶-凝胶法制备SnO2纳米粉体，用XRD和TEM对其结构和形貌进行了表征，研究了煅烧温度对SnO2纳米粒子粒径的调控作用。     

SnO2厚膜NO2新型气敏元件的研制

根据霍耳效应,用真空镀膜法制备之SnO2厚膜,制备了NO2新型气敏元件,并对其气敏性能进行了测试。结果表明:在一定的温度和湿度下,即使没有加热,元件对体积分数为20×10–6的NO2气体的灵敏度可达5.94,响应时间为36 s,恢复时间为22 s。因此,利用霍耳效应来制作气敏元件是一条可行的新思路。     

新型Sb掺杂SnO_2基NTC热敏材料的研制

为了提高SnO2基NTC热敏材料的电学性能稳定性,采用共沉淀法合成了Sb掺杂SnO2材料,[Sn1-xSbxO2+δ(x=0.02,0.04,0.05和0.07)]。利用XRD对其进行了相分析,利用电阻–温度特性测试仪研究其电阻温度特性。结果表明:500℃煅烧后获得了具有高纯四方相、晶粒尺寸小于10nm的Sb掺杂SnO2材料;x(Sb)为2%、4%、5%和7%的热敏电阻的材料常数B分别为6616,6207,5730和2197K。     

SnO2纳米棒的制备及其气敏特性研究

利用室温固相反应方法,合成了SnO2纳米颗粒前驱物。在NaCl+KCl熔盐介质中,于660℃下焙烧前驱物,合成了SnO2纳米棒。利用TEM、XRD和XPS对SnO2纳米棒形貌、成分进行了表征和分析。结果表明,SnO2纳米棒直径为20~30nm,长度从几百纳米到几微米。以SnO2纳米棒为原料,制备了厚膜气敏元件,在工作温度为300℃左右时,元件对乙醇具有较高的灵敏度、好的选择性和响应恢复特性。     

自组装型SnO2纳米线超低浓度H2传感器的研制

采用FESEM及气敏传感器测试系统,研究了用自组装方式制备的SnO2纳米线气敏传感器的氢敏特性。结果表明:在工作温度为200℃时,对于超低浓度[(2~8)×10–6]的氢气具有0.58~1.00的探测灵敏度及3 s的响应时间和10 s的恢复时间。继而从气敏机制、自组装制备方式、SnO2纳米线的优良的比表面特性及其尺度(30~40 nm)低于德拜长度(43 nm)等角度,解释了此传感器对超低浓度氢气具有良好气敏特性的原因。     

超细铁酸镉材料的制备及其气敏性能研究

以FeSO4·7H2O和CdCl2·2.5H2O为原料,采用化学共沉淀法制备了纳米尺寸CdFe2O4粉体。利用X射线衍射仪、透射电镜对粉体的形貌、结构进行了表征。研究表明,用化学共沉淀法制备的CdFe2O4结晶情况良好,分布均匀,平均粒径约为80 nm。以CdFe2O4纳米粉体为原料制备了厚膜气敏元件,在工作温度为400左右时,该元件对乙醇具有较高的灵敏度、好的稳定性和选择性。并对气敏机理给予了解释。     

SnO_2基压敏陶瓷的阻抗谱的研究

研究了掺CoO、Nb2O5、La2O3的SnO2基压敏陶瓷,在25~300℃范围内的电特性。用尼奎斯特图表示了阻抗数据,结果表明:制备的样品有2个时间常数,分别代表两种激活能,一个在低频,一个在高频。这些激活能与晶界氧的吸附及氧与晶粒边界的作用有关,在晶界吸附的O′和O〞作为受主态,有利于形成肖特基势垒。     

sol-gel法制备Yb_2O_3掺杂纳米SnO_2及气敏性能研究

以SnCl_4·5H_2O与柠檬酸为原料,采用sol-gel法制备了掺杂质量分数w(Yb_2O_3)为0~1.0%的Yb_2O_3-SnO_2纳米粉体。利用XRD、TEM等测试手段分析了粉体的微观结构,采用静态配气法测试了由所制粉体制成的气敏元件对NO_2、Cl_2、H_2、H_2S、乙醇、甲醛等气体的气敏性能。结果表明:用该法得到的粉体颗粒粒径小,且均匀;工作温度为100℃时,由掺杂w(Yb_2O_3)为0.4%的SnO_2粉体,在烧结温度600℃制得的气敏元件,对体积分数为30×10–6的NO_2的灵敏度最高可达18224,且该元件具有较好的响应–恢复特性,响应时间和恢复时间分别是20s和15s。     

sol-gel纳米晶二氧化锡薄膜的制备及表征

以SnCl4为原料,采用sol-gel技术,应用间接成胶法,在玻璃片上制备了纳米晶SnO2薄膜及粉体,以其灵敏度、响应时间和工作温度作为评价气敏性能的标准,对制备工艺参数进行了优化,并用DSC-TG、XRD、AFM等手段对样品进行了表征。结果表明,水与乙醇体积比为3:1,草酸与四氯化锡摩尔比为0.3:1,在500℃下退火的薄膜表面平整,平均粒度在20nm左右,且相应的薄膜元件对丙酮蒸气具有良好的选择性和较高的灵敏度、较短的响应时间和较低的工作温度(≈190℃)。     

熔盐法制备Bi4Ti3O12粉体显微形貌的研究

采用熔盐法制备了晶粒取向生长的Bi4Ti3O12粉体。研究了煅烧温度以及盐与原料的质量比等因素对粉体显微形貌的影响。结果表明:随着煅烧温度的升高,晶粒尺寸增大,分散性变好,a-b面内取向生长明显。当盐与原料质量比为1:1,900℃煅烧2h后得到的粉体显微形貌较好,晶粒呈规则的四边形薄片状,尺寸分布均匀,平均粒径约7μm。     

锡粒氧化–水热法合成纳米二氧化锡

采用锡粒氧化–水热法,合成了纳米二氧化锡粉体,并用FT-IR,XRD,TEM和DTA等测试手段,对其结构和形貌进行了表征。研究了反应温度、时间、介质及压力对粉体粒度、形貌的影响。结果表明,在180℃水热反应12h,可以得到粒径为4~10nm具有四方相锡石型的二氧化锡粉体;以无水乙醇为反应介质时粒子间的团聚程度明显降低;增大反应压力,颗粒间的团聚程度减小。