山东大学研制出ZnO气敏传感器

由山东大学蒋民华院士等承担的山东省科技攻关项目——纳米材料和器件的制备、表征及其应用，日前通过了山东省科技厅组织的技术鉴定。该课题首次利用多孔纳米固体研制出ZnO气敏传感器，成功解决了困扰传感器生产厂家多年的ZnO气敏传感器本征电阻过高和工作稳定性较差的问题。该项目研制的Ⅲ—Ⅴ族半导体纳米复合发光材料和氧化锌多孔纳米固体气敏传感器为国内外首创。     

激光烧结纳米ZnO 气敏传感器制备及其气敏特性研究

以激光-感应复合加热法制备的纳米ZnO为原料，用激光烧结法制成的气敏传感元件，对乙醇、丙酮等五种挥发性有机化合物的敏感性进行了测定，同时又对所制成的传感元件作了SEM分析。实验表明，采用激光烧结的纳米ZnO较之电炉烧结的敏感度高，孔洞细小、孔隙率增多；且随着激光加工功率的提高，达到最大敏感度的温度却有所降低。     

掺钯二氧化锡气敏薄膜的实验研究

XPS分析表明,用直流溅射法制备的掺钯薄膜气敏元件,钯的溅射率比锡高,在薄膜中钯的含量高于靶中的含量、和纯SnO_2薄膜相比,此元件对还原性气体有很高的灵敏度,尤其对H_2和CH_4.对于该元件的气敏机理也作了初步探讨.     

CeO2掺杂对ZnO薄膜气敏特性的影响

ZnO薄膜进行CeO2掺杂,研究掺杂含量和热氧化对薄膜结构、表面、晶粒尺寸及气敏特性的影响.结果显示,用热蒸发制备的高纯Zn膜经500℃热氧化,获得c轴取向ZnO多晶薄膜.掺CeO2可抑制晶粒生长使颗粒细化平均粒径减小,同时改善了ZnO薄膜的体相化学计量比,Zn与O的比例从未掺杂时1∶1.28降到1∶1.191.XPS...     

溶胶凝胶法制备的ZnO气敏薄膜

Zn(CH_3COO)_2通过溶胶凝胶法(Sol-Gel)被制备成粒度分布均匀的ZnO气敏薄膜,固有构参数已被确定。通过XRD(X射线衍射仪)和TEM(透射电镜)的分析结果,确认膜为ZnO多晶材料,并且利用高阻计测试了在不同气氛中试件的气体灵敏度。     

浸渍涂布法制备ITO气敏薄膜

利用含In,Sn成分的水溶液,经浸渍涂布工艺在不同衬底上制备了ITO薄膜(掺Sn的In_2O_3薄膜)。采用XRD、XPS、SEM分析了薄膜的结构,成分和表面形貌;测试薄膜的气敏特性,发现其对NO_2有良好的选择性和灵敏度,而且薄膜显示出长时间良好的工作稳定性,可望制成实用的NO_2敏感元件。     

MOCVD法制备薄膜型Fe2O3气敏元件

本文采用ＭＯＣＶＤ技术制备了薄膜型Ｆｅ２Ｏ３气敏元件。测定了元件的物理性能和气敏特性。该气敏元件对乙醇、丙酮和液化石油气有较高的灵敏度，响应时间快，对甲烷、管道煤气、硫化氢等气体不敏感，具有一定的选择性。还考查了元件的稳定性。     

酞菁铜薄膜传感器的气敏特性

利用酞菁铜有机半导体作为敏感材料制备成NO_2气体传感器,研究了其气敏特性,如器件的一致性、重复性、线性等,结果表明传感器具有实用价值。     

MOCVD法制备薄膜型SnO2气敏元件

本文报道了ＭＯＣＶＤ技术制备的ＳｎＯ２薄膜型气敏元件。这种方法沉积的ＳｎＯ２薄膜耐酸碱性强，膜厚易控制，具有负温阻特性。测定了不同温度和不同气体条件下元件的特性发现该元件对乙醇、丙酮气体具有较高的灵敏度，响应时间快；而对氢气、乙烯、煤气、液化石油气等不敏感，因而具有一定的选择性。元件的稳定性较好。     

一种便携式TiO2薄膜乙醇气敏传感器的研制

研制了一种适合于乙醇检测的新型TiO2基薄膜气敏传感器.敏感材料是采用直流磁控反应溅射法制备在Al2O3陶瓷管上的TiO2薄膜,薄膜经过退火处理(500℃、3 h)后,得到对乙醇蒸汽具有很好选择性和灵敏度的锐钛矿相TiO2,其最佳工作温度为270℃左右,响应时间2 s,恢复时间3 s.测量电路采用以ARM7为核的LPC2131微控制器实时监测电源电压,自动调整占空比,从而实现对加热温度的精确控制.通过测量敏感薄膜的电阻,并与乙醇气体浓度进行校准,最终显示被测气体的浓度.整个传感器采用低功耗设计,具备报警功能,同时提供了一个友好的用户界面.     

铁酸锌气体传感器的制备及丙酮气敏特性的研究

采用水热法制备得到铁酸锌(ZnFe2O4)纳米球和纳米片状中空球粉末,利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了物相分析和形貌观察.利用测试平台检测了两种纳米材料对丙酮的气敏特性,利用铁酸锌纳米片状中空球制备的传感器对丙酮的气敏特性比纳米球更好,在检测范围内(0.8×10-6～500×10-6)表现出更高的灵敏度和较短的响应恢复时间,并具有较好的线性、稳定性和选择性.     

ZnO 气敏材料的研究进展

本文着重介绍了粉末状 Zn O气敏材料的制备和掺杂的研究进展 ,并指出了存在的问题和今后发展的方向     

氧等离子体处理ZnO纳米纤维材料的制备及其对丙酮气敏性能的研究

采用静电纺丝法制备了ZnO纳米纤维材料并使用氧等离子体对其进行表面处理.通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),BET比表面积测试以及X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对样品的结构与形貌进行了表征分析.将氧等离子体处理前后的ZnO纳米纤维分别制成气体传感器,对浓度为1×10-6~100×10-6(体积分数)丙酮气体的敏感特性进行了测试分析.测试结果表明,氧等离子体处理后的ZnO纳米纤维响应值较未处理的ZnO纳米纤维有大幅度的提升,最佳工作温度也有所降低,且对甲醛、苯、甲苯、二甲苯等几种干扰气体表现出更好的选择性.从晶粒间势垒和耗尽层厚度等角度初步分析了氧等离子体处理改善ZnO气敏特性的机理.     

具有纳米结构的海胆形氧化锌的制备及其酒敏性能

以Zn(Ac)2.2H2O为原料,NH3.H2O为络合剂,在NaBH4辅助下140℃水热反应2 h制备出海胆形ZnO颗粒。采用X射线衍射仪和扫描电镜对产物进行表征。海胆形ZnO颗粒的直径约为3μm～17μm,它是由直径约为100 nm,长度约为500 nm～3μm的ZnO纳米棒自组装而成。研究了NaBH4物质的量,反应温度和时间对产物形貌的影响,结果表明,NaBH4在海胆形ZnO颗粒的形成过程中起着关键作用,提出了可能的生长机理。气敏测试结果表明,海胆形ZnO纳米颗粒在350℃对低浓度的乙醇气体具有快速敏感的传感性能。     

掺杂对ZnO气敏性能的影响研究

ZnO是最早发现的金属氧化物气敏材料,对其掺杂一直是研究的一个热点.采用机械球磨法制备了22种不同掺杂的纳米ZnO气敏材料,通过乙醇、丙酮、苯的测试,系统对比了掺杂元素的化学性质,如离子半径、化合价、元素周期等对ZnO气敏性能的影响.掺杂元素的离子半径为0.072～0.088 nm时,传感器对被测气体的响应比掺杂其他离子半径的高.不同周期掺杂元素对ZnO纳米气体传感器的选择性有一定的影响.     

基于光电作用的丙酮分析方法的研究

提出了一种利用光解和电场电离进行丙酮检测的方法。该方法采用紫外线和电场催化作用对环境气体中的丙酮进行分解,使其转化为CO,再利用电化学原理检测CO,实现了传统传感器对丙酮的间接检测和分析。实验证明这种间接分析方法的可行性。     

基于数字电位器模拟位移传感器的设计

本文介绍了以X9312WP数字电位器为核心的模拟差动变压器式位移传感器的设计,解决了在飞机反推力控制系统地面模拟试验中该位移传感器信号的模拟,并通过实验验证,完全达到了设计要求.     

TiO2气敏传感器研究进展

TiO2气敏传感器具有工作温度低、灵敏度高、响应速度快、制备简单等独特优点,已经成为人们关注的热点.本文概述了TiO2材料的导电类型和气敏机理,介绍了TiO2气敏传感器两个方面的研究进展:运用传统掺杂方法和利用纳米技术改善传感器性能;展望了TiO2气敏传感器今后的研究和发展方向.     

双金属Zn-Fe金属有机框架的制备及其丙酮气敏特性研究

本文采用溶剂热法制备了双金属Zn-Fe金属有机框架结构（Zn-Fe MOF）,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）对其微观形貌和晶相进行表征分析。结果表明：制备的双金属Zn-Fe MOF为纳米球结构,其直径约为150 nm。同时,制备了基于双金属Zn-Fe MOF材料的气体传感器件,研究了其对丙酮的气敏特性。测试结果表明：基于双金属Zn-Fe MOF的气体传感器对丙酮的最佳工作温度为210 ℃。在最佳工作温度下,对浓度为1×10-6的丙酮气体响应可达到2,响应/恢复时间分别为6 s / 13 s,且具有较好的重复性和长期稳定性。最后,对基于双金属Zn-Fe MOF气体传感器的气敏机理进行了讨论。