一维Pt/SnO2纳米纤维的制备及NOx气敏性研究

为了制备出室温条件下对NO_x气体具有更高灵敏度和更快响应的传感器纳米材料并研究其气敏性能, 本研究通过高压静电纺丝法制备出一维Pt/SnO₂中空纳米纤维。采用XRD、SEM、TEM等表征手段对其结构和形貌进行研究, 同时进行了NO_x的气敏性能测试并予以探讨。研究结果表明: Pt/SnO₂纳米材料是一维中空管状及类似管状结构; 当Pt掺杂量为0.3wt%、NO_x浓度为9.7×10^-5 (V/V)时, NOx响应最快为11.33 s, 灵敏度最高可达109.6%; 当Pt掺杂量为0.5wt%时, 对NO_x检测限最低浓度可达2.91×10^-6 (V/V)。     

聚吡咯/SnO2复合材料气敏性能研究

采用化学氧化聚合法合成了聚吡咯(PPy),并通过机械共混法制备了PPy/SnO2/PVA复合薄膜材料,研究其在室温下对乙醇和丙酮气体的敏感性。结果表明:PPy/SnO2/PVA材料随着SnO2的增加表现出较好的选择性,响应和恢复时间缩短,灵敏度下降。当SnO2为40%时,PPy/SnO2/PVA对乙醇气体响应时间比PPy/PVA缩短了65%,恢复时间缩短了68%,而灵敏度下降了39%,材料的稳定性得到提高。PPy/SnO2/PVA复合材料在乙醇和丙酮气体中显示出不同的气敏性和响应恢复时间,但灵敏度相差不大。膜厚易导致材料灵敏度降低和响应、恢复时间变长。此外,该类气敏复合材料具有良好的重复性、稳定性。     

静电纺丝法制备CuO/SnO2复合材料及其气敏特性研究

为研究p型材料和n型材料复合时气敏特性的变化,采用静电纺丝法分别制备了CuO、SnO_2以及3种比例混合的CuO/SnO_2复合纳米纤维材料,并通过XRD及SEM对其形貌、微观结构等进行表征.测试了该5种材料对丙酮、甲醛、甲醇、乙醇、甲苯等VOC气体的敏感特性.研究表明,CuO/SnO_2=2∶1的复合材料对丙酮、甲苯和乙醇的的响应值有一定提高;CuO/SnO_2=1∶1的复合材料对丙酮具有很高响应的同时,对乙醇和甲苯的响应产生了一定的抑制作用,从而大大提高了材料的选择性.其机理是:半导体材料复合后,在复合材料的表面会有更多的氧吸附,导致更多的VOC气体在半导体材料表面发生反应,使材料的电阻值变化更加明显,提高了材料的响应值.     

Pd掺杂SnO_2纳米膜的制备及H_2敏感性能研究

以分析纯SnCl2.2H2O和PdCl2为主要原料,控制不同n(Pd2+)/n(Sn2+),利用溶胶凝胶-浸渍提拉法制备了Pd掺杂SnO2纳米膜。用XRD、AFM对样品的结构、形貌进行了分析,并测试了Pd掺杂SnO2纳米膜的阻温特性和对H2敏感性能。结果表明,Pd掺杂SnO2纳米膜平整而致密,表面椭球形粒子颗粒尺寸约为20nm;Pd掺杂SnO2为金红石型晶体结构,但Pd2+进入SnO2晶格代替八面体中部分Sn4+,导致其晶胞参数比未掺杂SnO2略小;Pd掺杂SnO2纳米膜的电阻随温度升高而减小,表现出n型半导体阻温特性;随着Pd掺杂比例的增大,元件的电阻增大,其对H2的灵敏度先增大后减小,当掺杂比例为1%时对H2灵敏度最高。     

气相生长炭纤维/聚苯乙烯复合材料导电气敏性能的研究

用溶液共混法制备了气相生长炭纤维/聚苯乙烯(VGCF/PS)导电气敏复合材料.VGCF可以在基体中均匀的分散,显著地改善复合材料的电性能.复合材料在多种有机蒸气中都有很好的气敏性.同时,气敏响应程度受复合材料中炭纤维的含量和蒸气温度的影响.     

SnO2纳米薄膜的溶胶-凝胶法制备及气敏性能

以SnCl2·2H2O和无水乙醇为原料制备SnO2透明溶胶,通过浸渍法在云母基片上制备了SnO2纳米薄膜.利用XRD和AFM手段研究了薄膜的结构和形貌,结果表明,SnO2纳米薄膜的球形粒径约为15nm;随着薄膜沉积层数的增加或工作温度的升高,薄膜电阻逐渐减小.气敏特性研究表明,薄膜对H2有较好的敏感性.     

纳米SnO_2气敏材料制备的研究进展

为了解国内外SnO2气敏材料及其制备技术的研究进展,对纳米SnO2粉体材料以及膜的制备技术和研究进展进行了详细的综述,并对其未来的发展趋势进行了展望。结果认为,SnO2纳米粉体与SnO2膜等气敏材料的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象;制备技术的不断成熟将使SnO2纳米功能材料作为气敏材料而深入研究和广泛应用,结合掺杂等手段,将进一步推动SnO2气敏元件的高效微型、集成化、智能化发展。     

SnO_2/聚氯乙烯复合材料的制备及光催化性能研究

以二氯化亚锡和聚氯乙烯(PVC)为主要原料,通过光化学合成的方法,在低功率紫外灯辐照下制备了复合光催化剂的前驱体,经热处理后得到了含有共轭聚合物结构的SnO2/聚氯乙烯复合光催化剂材料,并用XRD和UV-Vis等对复合材料进行了表征。光催化降解亚甲基蓝的实验表明,复合材料在可见光辐照下能有效地降解亚甲基蓝,复合材料的催化活性明显优于纯SnO2和PVC直接热处理产物。     

SnO_2气敏材料及其制备技术进展

为了解国内外SnO2气敏材料及其制备技术的研究进展,按照该材料的发展历程,对纳米粉体、纳米薄膜、纳米一维材料、介孔及多孔材料的制备技术及进展进行了详细的综述。结果认为,SnO2纳米粉体与纳米薄膜气敏材料的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象;纳米一维材料与介孔、大孔材料等结构功能材料作为气敏材料方兴未艾,有很大的发展潜力和应用前景;新老制备技术的不断成熟及涌现将使SnO2纳米结构材料作为气敏材料而深入研究和广泛应用,结合掺杂等手段,将进一步推动SnO2气敏元件的高效微型、集成化、多功能、智能化发展。     

具有气凝胶结构特征的C/SiO2和C/SiC复合材料研究进展

具有气凝胶结构特征的C/SiO₂和C/SiC复合材料因其多样的结构存在形式和多孔、轻质、耐高温等特性, 在高温隔热、吸附、催化、储氢、光电等多种领域具有广泛的应用前景和研究价值。依据硅源与碳源的不同引入方式, 本文综述了采用共聚法、浸入法和聚合物先驱体热解法制备的具有气凝胶结构特征的C/SiO₂和C/SiC复合材料的研究现状。借助碳材料与SiO₂两者间的相对存在形式, 探讨了这三种工艺方法制备C/SiO₂和C/SiC复合材料的工艺特点, 分析了材料所呈现的组织结构特征、合成机理和性能特点, 并对其潜在的应用前景进行了展望。硅与碳之间多样的复合方式使C/SiO₂和C/SiC复合材料呈现出多样的材料特征和特性, 为相关研究开辟了新的方向。     

Ultrasensitive methyl salicylate gas sensing determined by Pd-doped SnO2

Efficient chemical warfare agents (CWAs) detection is required to protect people from the CWAs in war and terrorism. In this work, a Pd-doped SnO₂ nanoparticles-based gas sensor was developed to detect a nerve agent simulant named methyl salicylate. The sensing measurements of methyl salicylate under different Pd doping amounts found that the 0.5 at.% Pd-doped SnO₂ exhibited a significant improvement in the detection of methyl salicylate at the ppb (1 ppb = 10⁻⁹) level, and the response value to 160 ppb methyl salicylate is 0.72 at 250 °C. Compared with the pure SnO₂, the response value is increased by 4.5 times, which could be attributed to the influence of the noble metal Pd on the oxygen state and its catalytic effect. In addition, the 0.5 at.% Pd-doped SnO₂ sensor still has an obvious response to 16 ppb methyl salicylate with a response value of 0.13, indicating the lower detection limit of the sensor.     

Au修饰SnO2复合纳米材料的制备和气敏性能

以氯金酸和乙酰丙酮氯化锡为主要材料,通过一步水热法制备了SnO₂和Au修饰的SnO₂（Au/SnO₂）纳米粒子.使用TEM、EDS、XRD和XPS等手段对样品的形貌、组成及结构进行表征,研究了两种材料对乙醇的气敏性能.结果表明,两种纳米颗粒的尺寸都比较均一,平均直径约为9-12 nm;SnO₂为四方金红石结构,Au为面心立方结构;在Au/SnO₂样品中,Au与SnO₂的重量比为2.6%,Au元素主要以Au⁰的价态存在并含有少量的Au³⁺价态;与纯SnO₂纳米粒子相比,Au修饰可显著提高气敏元件对乙醇响应的灵敏度和选择性。     

新型SnO2/WO3双层薄膜NO2敏感性能研究

采用射频磁控反应溅射锡(Sn)靶和钨(W)靶的方法制备了SnO2/WO3双层薄膜材料,通过XRD和XPS实验研究了双层薄膜的物相结构和组份,结果表明,SnO2/WO3双层薄膜经过热处理后形成了SnWO4化合物.在此基础之上,制作了相应的NO2气体敏感薄膜传感器,研究了双层薄膜传感器的制备工艺参数及工作条件对传感器性能的影响,研究了传感器的敏感特性,包括灵敏度、选择性、响应恢复等特性.结果表明,传感器对NO2气体有较好的敏感性,对其他干扰气体不敏感.     

SnO2@Ti3C2Tx 负极材料的制备及其应用

通过超声辅助和低温热处理在二维Ti₃C₂T_x 纳米片层间原位生长SnO₂纳米颗粒,制备出纳米结构的SnO₂@Ti₃C₂T_x 复合材料。使用X射线衍射、X射线光电子能谱和高分辨透射电子显微镜等手段对其表征,研究了这种材料的结构和性能。结果表明,SnO₂纳米粒子密集分布在Ti₃C₂T_x 片层表面与片层之间,Ti₃C₂T_x 纳米薄片突出的限制效应和良好的类石墨层状结构抑制了SnO₂纳米粒子的体积膨胀和团聚,加速了锂离子和电子的跃迁。同时,嵌入在片层之间的SnO₂纳米粒子防止纳米片层在锂插入/脱出过程中重新堆积,使Ti₃C₂T_x 基体的纵向结构稳定性提高。SnO₂@Ti₃C₂T_x 复合材料两组分之间的协同效应,使其具有良好的倍率性能与长循环性能。     

聚乙二醇辅助光化学制备SnO2及其光催化性能

采用硫酸亚锡作为锡源,加入4种不同分子量的聚乙二醇(PEG),于低功率紫外光辐照下制备二氧化锡。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和比表面测试对其结构与形貌进行表征。考察聚乙二醇分子量变化对产物结构和光催化性能的影响。所制备SnO2的形貌尺寸、比表面积以及其光催化性能与使用PEG的分子量密切相关,分子量越大,所制备SnO2粉体尺寸越小,分布越均匀。以甲基橙为目标降解物进行光催化实验,结果表明,分子量为6000的聚乙二醇诱导制备的二氧化锡在模拟可见光和紫外光照下均显示了较高的催化活性。     

Sensitivity enhancement for H2 gas detection using a SnO2–Ag2O–PdOx nanocrystalline system

Thick film H₂ sensors were fabricated using SnO₂ loaded with Ag₂O and PdO_x. The composition that gave highest sensitivity for H₂ was in the wt.% ratio of SnO₂:Ag₂O:PdO_x as 93:5:2. The nano-crystalline powders of SnO₂–Ag₂O–PdO_x composites synthesized by sol–gel method were screen printed on alumina substrates. Fabricated sensors were tested against gases like H₂, CH₄, C₃H₈, C₂H₅OH and SO₂. The composite material was found sensitive against H₂ at the working temperature 125 °C, with minor interference of other gases. H₂ gas as low as 100 ppm can be detected by the present fabricated sensors. It was found that the sensors based on SnO₂–Ag₂O–PdO_x nanocrystalline system exhibited high performance, high selectivity and very short response time to H₂ at ppm level. These characteristics make the sensor to be a promising candidate for detecting low concentrations of H₂.     

磁控气化回收SnO_2陶瓷电极的技术研究

本文提出一种高效回收SnO2陶瓷电极的技术,采用磁控气化回收的方法将SnO2电极制成复合纳米粉末,实现废电极的回收再利用。借助BET(比表面积)、XRD(X射线衍射)和SEM(扫描电子显微镜)等技术对粉末进行表征,结果表明,所回收制备的SnO2复合粉末颗粒形貌呈类球形,平均粒径dBET在100 nm左右。XRD结果表明,未经热处理的粉末晶粒结构为四方金红石型SnO2结构,其中存在极少量SnO,经900℃热处理后,只存在单一四方金红石型SnO2结构。     

用层层自组装法制备PS/SnO2核壳微球

利用层层自组装(LBL)技术制备了单层和多层吸附SnO2的PS/SnO2核壳微球,采用透射电镜(TEM)、场发射扫描电镜(FESEM)观察了产物的表面形貌,采用傅立叶变换红外分光光度计(FT-IR)分析了产物的结构,用热重分析仪(TGA)研究了不同吸附层产物的壳层比例,并研究了pH值、分散溶液、吸附层数对PS/SnO2核壳微球制备的影响,得到了最佳的制备条件.