PdO修饰的SnO2纳米球的制备及其气敏特性研究

通过溶剂热法和退火处理制备了不同浓度(0 mol％,2 mol％,5 mol％,10 mol％)PdO修饰的SnO2纳米球.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对材料的物相、元素种类和形貌进行了表征,并制成气敏元件,对氢气(H2)进行气敏测试.实验结果表明:5 mol％PdO修饰的SnO2纳米球气体传感器最佳工作温度为175℃,其对100×10-6氢气灵敏度达到19,是纯的SnO2纳米球的灵敏度的3倍.最后,对PdO修饰氧化锡纳米球气体传感器气敏机理进行了分析讨论.     

基于Au NPs-CeO2@PANI纳米复合材料固定化酶的葡萄糖生物传感器

制备了一种基于金纳米粒子(Au NPs)、氧化铈纳米颗粒(CeO2)和导电聚苯胺(PANI)的具有核壳结构的纳米复合材料(Au NPs-CeO2@PANI),利用该纳米复合材料和壳聚糖形成的复合膜成功实现了对葡萄糖氧化酶(GOD)的固定.采用透射电镜和X射线衍射对Au NPs-CeO2@PANI材料进行了表征.电化学方法研究了传感器性能,结果表明基于Au NPs-CeO2@PANI纳米复合材料修饰的葡萄糖生物传感器线性范围为6.2×10-6 mol/L～2.8×10-3 mol/L,响应时间为5 s,检测下限为1.0×10-6 mol/L;相同条件下Au NPs-CeO2@PANI纳米复合材料修饰的电极也显示出了比单一或二者复合的纳米材料修饰电极更优越的性能.     

溅射Au对SnO_2/Fe_2O_3薄膜气敏特性的影响

通过直流溅射Au对PCVD方法制备的SnO2/Fe2O3双层薄膜的SnO2表面进行了修饰,并对修饰后的Au SnO2/Fe2O3薄膜的气敏特性进行了观测。结果表明,Au的催化作用使Au SnO2/Fe2O3薄膜气敏器件对CO,H2,C2H5OH等气体的灵敏度增大2～3倍,相应于最大灵敏度的工作温度均降低约60℃。这显示直流溅射Au是改善SnO2/Fe2O3双层薄膜气敏性能的一种有效手段。     

介孔SnO2气敏性能研究

为了改善传感器的气敏性能,采用溶胶-凝胶法合成了介孔SnO2,并研究了其气敏性能.研究表明:与纳米SnO2相比,介孔SnO2气体传感器具有较高的酒精、二甲苯响应,在100～150℃对甲醛的响应也大大提升.在100～ 150℃,干扰气体为甲苯和二甲苯时,介孔SnO2表现远远优越于纳米SnO2的酒精选择性.在100,150,350℃,干扰气体为甲苯时,介孔SnO2也具有优越的甲醛选择性.介孔SnO2的响应时间较短,但恢复时间较长.     

Pr6O11/SnO2复合材料的制备及对异丙醇气敏特性的研究

通过水热法和退火处理制备了不同Pr浓度(0%,1%,2%,4%)的Pr6O11/SnO2复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等方法对制备材料的物相结构、微观形貌和元素组成进行了表征,并制成旁热式气敏元件,对异丙醇气体进行气敏测试。实验结果表明,基于2%样品的Pr6O11/SnO2气体传感器的气敏性能最佳,在最佳工作温度200℃下对100×10^-6异丙醇气体响应达到16.2,是纯相SnO2传感器响应的2.3倍。最后,对基于Pr6O11/SnO2复合材料气体传感器的气敏机理进行了分析讨论。     

Sm掺杂花状SnO2分级结构对异丙醇的气敏性能

采用水热法进行稀土Sm掺杂合成花状SnO2分级结构.利用XRD、SEM、TEM和气敏测试仪器对Sm掺杂花状SnO2分级结构的成分、形貌和气敏性能进行了表征和测试.气敏性能结果表明:掺杂Sm对异丙醇有良好的气敏性能,其中5.0 at％Sm掺杂对应的灵敏度和响应恢复性最佳,4.5 V工作电压下,体积分数为200×10-6的异丙醇,灵敏度约为85,响应时间5 s、恢复时间5 s.     

Mn掺杂纳米SnO2的气敏性能研究

为了改善纳米SnO2的气敏性能,采用共沉淀化学法制备了不同Mn掺杂量的SnO2材料。利用XRD,SEM测试手段对材料进行了表征,并研究了材料的气敏性能。研究结果表明:Mn掺杂是一种替位式掺杂;Mn掺杂量为1%时,传感器对VOCs气体具有最佳的敏感性能,并在低温时表现出优越的酒精选择性和在300℃时展示出对不同体积分数酒精良好的响应—恢复特性。     

掺杂CuO微纳米材料及其低温气敏性能的研究

采用水浴加热法合成CuO微米颗粒,并用Au、Ag和Cr元素进行掺杂。通过扫描电镜和X射线衍射仪对产物的形貌及组成进行表征,并将合成的粉体制成敏感膜,采用静态配气法对产物气敏性能进行研究。实验结果表明:制备合成的CuO颗粒呈微米片聚合成的橄榄或捧花状,尺寸范围在2μm～3μm;所有样品的XRD图谱与标准卡片一致;微米CuO的气敏性能随着测试温度的降低而提高。气敏测试表明:掺杂1.25 wt%Au的CuO对10×10^-6的H_2S气敏性能最好,最佳工作温度降低至40℃,响应值达到128,具有良好的选择性;此外,该传感器的最低检测下限达到100×10^-9,具有较好的重复性和长期稳定性,有望制备出低功耗H_2S气体传感器。     

Cd2+掺杂SnO2纳米棒的制备与特性研究

在微乳液中SnCl和CdCl的混合水溶液与KBH4水溶液的还原反应制备了Cd2 掺杂SnO2纳米棒前驱物.在NaCl KCl熔盐介质中,660℃焙烧前驱成功制备了Cd2 掺杂SnO2纳米棒一维纳米材料.利用TEM、XRD、XPS和H2-TPR对SnO2纳米棒形貌、成分和材料表面氧吸附特性、H2还原特性进行了表征和分析.SnO2纳米棒直径为10nm～20 nm,长度从几百个纳米到几个微米,Cd2 掺杂后的SnO2纳米棒材料中CdO的含量可达5%.TPR的结果表明,Cd2 掺杂SnO2纳米棒表面吸附大量的氧具有较好的氧化还原特性.以SnO2纳米棒为原料,制备了厚膜气敏元件,考察了其H2敏感特性.     

Y沸石改善SnO2气体传感器性能的研究

为了改善气体传感器的敏感性能,分别采用SnO2外涂Y沸石的涂覆法和Y沸石与SnO2混合法,用Y沸石对SnO2气体传感器进行改性.用X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对混合法制备的Y沸石/SnO2复合材料的结构和表面进行了表征与分析.将这两类敏感元件进行了VOC气体的气敏测试.结果表明,与纯SnO2相比,Y沸石与SnO2直接混合的复合材料提高了对丙酮的响应值,而对其他气体响应值基本不变;涂覆法制备的气敏元件不仅提高对丙酮的响应值,而且减小了对乙醇的响应值,对乙醇起到一定抑制作用.初步分析了Y沸石对SnO2气敏特性改善的机理.     

掺杂Au改善SnO2甲苯气敏元件性能的研究

SnO2掺杂Au,WO3,La制备了纳米材料,采用丝网印刷方法获得平面厚膜型甲苯气敏元件,通过测量材料的气敏特性和复阻抗谱,探讨了掺杂对元件的灵敏度、选择性和响应速度的影响。结果表明：Au掺杂能极大地提高元件对甲苯的灵敏度,在体积分数为100×10^-6甲苯气氛中灵敏度达35,元件的响应时间约为20s,恢复时间约为10s,对乙醇、甲醛、丙酮和苯气氛有良好的选择性。复阻抗分析说明对甲苯气氛的灵敏度来源于晶界电阻和晶界电容的变化。灵敏度提高与掺Au有效地改善了界面的氧吸附效应有关。     

Ni掺杂SnO2花状微结构的制备及其气敏特性研究

采用水热法合成了纯SnO2和4 mol%Ni掺杂SnO2花状微结构.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶相、成分进行了表征,对制备的纯的和Ni掺杂SnO2传感器性能进行了测试.实验结果表明:Ni掺杂可以显著改善SnO2微结构的气敏特性.在最佳工作温度(280℃)条件下,4 mol%Ni掺杂SnO2传感器对100×10-6甲醇的响应可达到13.0,其响应是纯SnO2气体传感器的2.4倍.同时,其具有快速的响应/恢复时间(6 s/5 s),较低的检测极限(1×10-6),以及对甲醇的良好选择性.最后,对Ni掺杂SnO2气体传感器的气敏机理进行了分析讨论.     

一种自组装型SnO_2纳米线氢传感器

为了能够对低体积分数的氢气进行灵敏探测,提高氢气生产、使用、运输、存储的安全性,通过热蒸发SnO2和活性炭的混合粉末的自组装方式直接在Cr-Au梳状交叉电极上制备了一层SnO2纳米线气敏层,构成了SnO2纳米线气体传感器。经测试,发现此传感器对于体积分数范围为10×10-6~500×10-6的氢气具有良好的探测灵敏度。     

双层厚膜结构改善气敏元件灵敏度和选择性研究

研究了厚膜印刷技术制备的双层膜结构气敏元件的灵敏度和选择性.测量结果表明:在二氧化锡(SnO2)单层膜下再添加一层纳米三氧化钨(WO3)材料厚膜,可以提高气敏元件对酒精、丙酮、甲醛、甲苯还原气体的灵敏度和选择性.当浓度为900×10-6时,将SnO2覆盖在WO3之上形成双层膜时,较两种材料对应的单层膜灵敏度均有所提升.因此,双层厚膜结构为改善元件的灵敏度和选择性提供了一种可行的方法.初步认为,双层膜的作用与膜的上、下排列顺序有很大的关系,也与双层界面间由于扩散效应所形成的过渡层有关.     

基于BiCMOS工艺可修调的高精度低温度系数带隙基准源设计

设计了一种利用电阻比值校正一阶温度系数带隙基准电路的非线性温度特性来实现低温度系数的高精度低温度系数带隙基准源;同时设置了修调电路提高基准电压的输出精度.该带隙基准源采用0.8μm BiCMOS(Bipolar-CMOS)工艺进行流片,带隙基准电路所占面积大小为0.04 mm2.测试结果表明:在5 V电源电压下,在温度-40℃～125℃范围内,基准电压的温度系数为1.2×10-5/℃,基准电流的温度系数为3.77×10-4/℃;电源电压在4.0 V～7.0 V之间变化时,基准电压的变化量为0.4 mV,电源调整率为0.13 mV/V;基准电流的变化量为变化量约为0.02μA,电源调整率为6.7 nA/V.     

Ag掺杂的SnO_2酒敏薄膜敏感特性研究

采用非醇盐溶胶—凝胶工艺在A l2O3基片上旋转涂敷制得掺Ag的SnO2薄膜。原子力显微镜和扫描电子显微镜分析显示:薄膜晶粒呈球形,600℃热处理粒径为20 nm左右。热处理温度升高,晶粒尺寸增大。气敏性能采用静态法测试,掺Ag薄膜对体积分数为50×10-6乙醇和汽油气体的灵敏度分别为32.7和4.9,与未掺Ag薄膜的14.4和7.2相比较,提高了乙醇气体灵敏度,抑制了汽油气体灵敏度,使选择性得到改善。直流加热条件下,试样电阻和电容在老化初期变化较大,数天后趋于稳定,复阻抗分析表明:长期稳定性与晶粒间界处电阻和电容值的变化有关,来源于晶界势垒高度和势垒宽度的变化,其本质可能是直流偏压作用下晶界层中的离子迁移。     

铁掺杂In2O3纳米粉体及其气敏性能研究

对 In2O3 粉体进行 Fe 掺杂,采用水热法合成了In2O3 粉体.通过 X 射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)等手段对粉体的物相、形貌、粒度等进行表征.TEM 图表明:质量分数为7 %Fe 掺杂的样品为均匀排列的棒,长度约为 300～500nm,宽度约 20 nm.对样品进行气敏性能...