TiO_2-WO_3纳米粉体的制备及氨敏性能研究

采用共沉淀法制得了w(TiO2)为0~10%的TiO2-WO3纳米粉体材料,利用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段,分析了材料的微观结构,探讨了烧结温度、掺杂量、工作温度对WO3粉体材料气敏性能的影响。研究发现:TiO2的掺杂抑制了WO3晶粒的生长,提高了WO3粉体材料对氨气的灵敏度,其中,w(TiO2)为1%的烧结型气敏元件,在250~280℃的温度范围内,对氨有较高的灵敏度和较好的响应–恢复特性,并对其氨敏机理进行了探讨。     

SnO_2陶瓷材料的制备及其气敏特性

研究了Ｓｎ粒的硝酸氧化法、ＳｎＣｌ２溶液化学沉淀法、ＳｎＣｌ２与ＳｎＣｌ４混合盐沉淀法及Ｎａ２ＳｎＯ３溶液化学沉淀法等合成纳米ＳｎＯ２气敏材料的工艺条件、产率、结构和气敏性能及Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ等贵金属对不同工艺ＳｎＯ２的气体灵敏度和气敏选择性的影响。实验结果表明,制备工艺,颗粒尺寸,掺杂元素和工作温度等对ＳｎＯ２的气敏特性有影响。     

掺杂Au的ITO介孔材料的共沉淀法制备及气敏性能研究

采用共沉淀法制备了掺杂Au的ITO(Sn/In=0.6)介孔材料来制备H2敏感器,分析结果表明,制得的ITO(纯和掺杂样品)是菱形晶相,其中掺杂5 mol%Au的样品有较窄的孔分布,其孔径为7～8 nm,用其制作的元件在150 mA工作电流下对H2(10-3)的灵敏度达到40.6,且对CO,NH3选择性较高.响应时间和恢复时间均小于1 min.     

溶胶–凝胶法WO_3纳米粉体的气敏性能研究

采用溶胶–凝胶法制得了不同掺杂量的TiO2-WO3(TiO2质量分数为0~5%)纳米粉体材料,利用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,并进行了气敏性能测试。研究发现:适量TiO2的掺杂可改变WO3的晶型,抑制晶粒的生长,提高粉体材料的气敏性能,其中掺杂量为3%的烧结型气敏元件在220℃时对汽油有较高的灵敏度,线性检测范围较宽,且抗干扰能力强。     

氧分压影响SnO_2气敏传感器响应的机理

本文报道了一种SnO_2气敏传感器敏感机理的新模型。SnO_2晶粒表面势垒由3个过程控制:(1)氧吸附(作电子受主)和脱附,(2)还原性气体吸附(作电子施主)和脱附,(3)表面氧化还原反应。据此可以很好地解释实验中发现的氧分压对气敏传感器响应的影响。     

共沉淀法制备PZT粉体及性能研究

采用共沉淀法,利用Pb(Ac)2.3H2O、ZrOCl2.8H2O、TiCl4为原料,以浓氨水为沉淀剂,聚乙二醇(PEG)为表面活性剂,正丁醇为助溶剂。经实验确定的最佳工艺条件是:反应物浓度为1 mol/L,反应物配比为r[Pb(Ac)2]:r[ZrOCl2]:r[TiCl4]:r[NH3.H2O]=2:1.04:1:12,盐酸浓度为0.04~0.08 mol/L,PEG浓度为0.004~0.006 mol/L,反应温度为常温,反应时间为1~2 h。能够制备出粒度均匀、分散性好的纳米PZT超细粉体,粒径为10~30 nm。650℃煅烧保温2 h,已完全合成为单一晶型钙钛矿PZT固溶体。1 150℃烧结保温2 h,然后对此压电陶瓷的相对介电常数3Tε3/0ε、介电损耗tanδ、压电应变常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm、体积密度ρ、居里温度TC等主要性能进行了测试;对显微结构及相组成进行了分析,实验数据表明可得到一种综合性能优良的压电材料。     

无团聚纳米级SnO_2粉末及其气敏元件的制备

用液相沉淀法在结晶五水四氯化锡的水溶液中滴加浓氨水，通过在沉淀时加入高分子有机分散剂，剧烈搅拌，控制反应结束时ｐＨ值，用无水乙醇洗涤、冷冻干燥及选取适当的煅烧温度等一系列工艺手段来制取ＳｎＯ２粉末。将得到的粉末用ＴＥＭ、ＢＥＴ及ＸＲＤ半峰宽法测定其粒径大小，证明粉末最小平均粒径可至３．７９ｎｍ且无团聚存在，ＸＲＤ分析表明所得的ＳｎＯ２为四方相。将此粉末制成气敏元件，经测试表明气敏性能有很大提高。     

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。     

pH值对共沉淀法制备ZnNb_2O_6粉体性能的影响

以Zn(NO3)2溶液和Nb2O5凝胶为原料,氨水为沉淀剂,采用化学共沉淀法成功合成ZnNb2O6微波介质陶瓷粉体。利用差热分析(DTA)研究了共沉淀前驱体的分解过程,利用XRD跟踪粉体的相演变,TEM对粉体的形貌进行观察,研究了反应pH、煅烧温度对ZnNb2O6粉体物相、粒度的影响。研究发现,煅烧温度在800℃时可合成物相单一的ZnNb2O6,随着溶液pH值的增大,合成的ZnNb2O6粉体晶粒尺寸明显减小。在pH=10,800℃时可合成棒状的,平均粒径尺寸约为100nm的ZnNb2O6粉体。     

TiO2纳米材料对甲醛气体的气敏性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了对甲醛气体（HCHO）敏感的纳米晶TiO2材料。利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等测试方法对TiO2纳米晶结构和表面态进行了表征。X射线衍射结果表明，随温度的增加，TiO2的晶型会由锐钛矿型逐渐转变为金红石型。制成了敏感元件，对甲醛气敏性能进行了测试。测试结果表明，500℃下焙烧2h所制得的锐钛矿型TiO2对甲醛气体有很好的敏感性能。     

ZnS掺杂WO_3纳米粉体的制备及H_2S气敏性能

采用共沉淀法制备了w(ZnS)为0~0.2%的ZnS-WO3纳米粉体,利用X射线衍射仪分析了粉体的微观结构,探讨了ZnS掺杂量、工作温度对由所制粉体制成的气敏元件的气敏性能的影响。研究发现:适量的ZnS掺杂抑制了WO3晶粒的生长,提高了粉体对H2S的灵敏度。其中,掺杂ZnS的质量分数为1.0%的烧结型气敏元件,在160℃时对体积分数为0.001%的H2S的灵敏度达到87,响应时间7s,恢复时间12s。     

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.     

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。     

掺SiO2的WO3纳米粉体的合成及其NO2气敏特性

采用sol-gel法制备了一系列掺有SiO2的WO3纳米粉体,通过X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,测试了材料的气敏性能,探讨了煅烧温度、掺杂量、工作温度等对材料气敏性能的影响。研究发现:适量SiO2的掺杂有利于提高WO3对NO2气体的灵敏度,其中SiO2掺杂量为3%(质量分数)的气敏元件,在150℃工作温度下,灵敏度达713,响应–恢复时间分别为7s与26s。对WO3的NO2气敏机理也进行了探讨。     

电纺SnO2纳米纤维的制备及其气敏特性

采用聚乙烯醇（PVA，Mw=80000g/mol）和五水合四氯化锡（SnCl4.5H2O）作为静电纺丝前驱液，着重研究了纺丝电压、前驱液中PVA浓度及煅烧温度等因素对纺丝过程及纤维特性的影响，并用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等分析手段对纤维的微观结构、表面形貌和结晶状态进行了表征。结果表明，当纺丝电压为4kV、纺丝液中PVA质量分数为7%、退火温度为700℃时，可以得到平均直径为300nm的连续SnO2纳米纤维。该纤维对乙醇的响应恢复时间小于15s，检测极限低于10×10^-9。     

新型NO2薄膜气敏元件的研究

采用射频反应磁控溅射方法制备了氧化钨/多壁碳纳米管(WO3/MWCNTs)薄膜材料,并在此基础上研制NO2气敏元件.采用X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)来研究WO3/MWCNTs材料的表面形貌、表面化学状态、表面化学元素等材料特性.研究结果表明,MWCNTs已经掺杂进WO3材料,合成的WO3/MWCNTs气敏元件表现出对NO2气体有较高的灵敏度和较好的响应-恢复特性,并解释了该元件的工作机理.     

In2O3纳米粉体的制备及其气敏性能研究

以In2(SO4)3为原料,通过sol-gel法制备了立方晶系的In2O3粉体。利用X射线衍射仪、透射电镜对材料的组成、晶粒的大小、结构进行了表征。结果表明,产物为平均粒径30 nm左右的圆球形颗粒。将前驱体分别在不同温度下进行热处理,对其气敏性能研究发现,900℃热处理的元件,在工作温度245℃时,对50×10–6 Cl2表现出较好的灵敏度(1.5×104)和选择性。600℃热处理的元件,在工作温度245℃时,对50×10–6 NO2的灵敏度高达2.5×105。最后,对其气敏机理进行了分析。     

掺Sm3+的WO3纳米粉体的制备及其NO2气敏性能

通过固相研磨法制得了一系列掺有Sm3+的WO3纳米粉体,利用XRD、TEM等测试手段,对其物相﹑结构进行了表征。结果表明:掺Sm3+的WO3纳米粉体结晶良好,平均粒径为50nm。利用该纳米粉体制成气敏元件,并采用静态配气法测试了元件的气敏性能。研究发现:当掺杂x(Sm3+)=0.5%时,元件在160℃下对体积分数为30×10-6的NO2气体的灵敏度高达169,响应时间为8s,是一种较为理想的低温NO2气敏元件。