一维氧化锌的水热合成及其气敏性能的研究

Zn(NO₃)₂为原料,CTAB为形貌控制剂, 采用水热合成技术制备了一维氧化锌粉体. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等测试技术对产物的相组成和微观形态进行了表征和分析, 结果表明一维氧化锌属于六方晶系, 分散性好, 纯度高, 直径～200nm, 长度～5μm. 用该粉体制成烧结型旁热式气敏元件, 测试其气敏性能. 结果表明, 在170℃左右对10ppm的三甲胺、甲醇等还原性气体有很好的响应. 文中对一维材料的气敏机理也进行了讨论.     

ZnO气敏陶瓷的制备与气敏性能研究

分别用氨水、草酸铵、尿素和碳酸钠做沉淀剂合成了4种不同陶瓷微结构的ZnO气敏材料。用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和电子衍射(ED)法研究了其晶体和陶瓷微结构。采用静态配气法测试了其气敏效应。ZnO陶瓷具有四方和六方2种不同的结晶外形,颗粒尺寸为0.1～4μM。ZnO陶瓷对C_2H_5OH具有较好的气敏选择性,通过SnO_2的掺杂,ZnO对C_2H_5OH的选择性可进一步提高。颗粒微细化有助于提高ZnO的气体灵敏度。     

水热合成ZnO及其光催化性能研究

以氯化锌为锌源,三乙胺(TEA)为碱源和晶体生长控制剂,在160℃下采用水热法可控合成了不同形貌的纳米氧化锌(ZnO)。使用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和比表面积分析仪(BET)对ZnO样品的晶型、颗粒形貌、比表面积以及光学性质进行了表征。研究发现,三乙胺的浓度的增加使得ZnO的形貌从棒状变为颗粒状,同时ZnO的尺寸也变小,表明三乙胺的加入抑制了ZnO结晶在C轴的生长;颗粒状的纳米ZnO的光催化性能最好,光照50min时,其对亚甲基蓝染料的降解率达到98%。     

多孔Ag/ZnO的生物模板法合成及气敏性能研究

以油菜花粉为模板合成了Ag/ZnO纳米颗粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段对样品进行了结构形貌表征,并测试了其气敏性能。结果表明,所得产物为直径30~50nm左右的六方纤锌矿结构,Ag/ZnO纳米粒子在相对低的工作温度(270℃)下,对100×10~(-6)的丙酮气体的灵敏度达到了38.2(约为ZnO的10倍),其响应和恢复时间分别为3和36s。     

ZnO纳米棒的水热合成及光学性能

以二水醋酸锌（ZnAc2·2H2O）和氢氧化钠（NaOH）为原料,采用水热法制备了ZnO纳米棒,用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射显微镜（TEM）和荧光仪（PL）对产物的物相、微观形貌、发光特性进行表征,结果表明,产物为六方纤锌矿结构ZnO,呈棒状,分散性较好,直径为100-200nm,平均长度约为4μm,光致发光光谱显示纳米棒在522nm显出绿色发光峰,分析认为O空位Zn填隙缔合缺陷（VoZni）至价带的跃迁可能是引起绿光发射的原因之一。     

Zn_2SnO_4多面体的水热合成及气敏性能研究

采用水热法合成了锡酸锌(Zn_2SnO_4)多面体,通过X射线衍射和扫描电子显微镜对其物相和形貌进行了表征,并测试了基于Zn_2SnO_4多面体所制得的气敏元件的气敏性能。研究结果表明,气敏元件对乙醇具有良好的选择性,在300℃的最佳工作温度下,气敏元件对浓度为1000mg/L的乙醇气体的灵敏度达到19.2。     

微波辅助一步合成ZnO纳米棒及其气敏性能

以Zn(NO_3)_2为锌源、CTAB为表面活性剂,在微波辐照下90℃反应30min即可一步合成ZnO纳米棒,利用TG-DTA、XRD、SEM对合成材料的相组成及微观结构进行表征,并测试了纯ZnO及Pd修饰ZnO纳米棒的气敏特性。结果表明,微波辅助一步合成的ZnO纳米棒属于纤锌矿型六方晶系,直径为100～800nm、长度约2～3μm;对H_2S气体有较高的响应,但选择性不佳;利用贵金属增敏剂Pd(0.5wt%)来修饰ZnO纳米棒可显著提高其对H_2S气体的响应和选择性,并降低其工作温度,使其有望用于开发低温型高灵敏度的实用H_2S气体传感器。     

ZnO单晶的制备及气敏特性研究

利用ZnO粉末和活性碳粉的混合物,通过气相反应在1050～1150℃获得发育良好的ZnO单晶,典型的晶形长15～25mm,直径0.1mm,生长方向[0001]方向。同时研究了掺杂Li~+和未掺杂Li~+单晶对1％浓度的H_2,CO,CH_4的气敏特性的影响,发现在400℃时,对3种可燃性气体的敏感性具有最大值,特别是,掺杂Li~+样品对H_2的灵敏度(Ra/Rg)达22。实验表明,通过受主掺杂控制ZnO单晶中的施主电子浓度,可以有效提高其对可燃性气体的敏感性。     

聚噻吩掺杂纳米ZnO的制备及气敏性能

利用水热法制备了纳米ZnO颗粒,同时采用聚噻吩对其原位改性,利用X射线粉末衍射仪、扫描电镜和红外光谱对所制ZnO复合材料的结构和形貌进行表征分析。将合成的改性ZnO纳米颗粒用于传感材料,研究了其在检测挥发性有机物中的气敏性能。结果表明:聚噻吩掺杂纳米ZnO有利于复合材料气敏性能的提高,添加量不同对丙二醇的选择性和响应有明显影响,当掺杂量为10%(质量分数)时,对5×10-6的丙二醇的响应达到14。说明聚噻吩改性的纳米ZnO是可以有效检测丙二醇的气敏性材料。     

纳米SnO2、ZnO及ZnO／SnO2复合材料的气敏性能研究

以ZnO、S如纳米颗粒及ZnO／SnO2复合纳米材料分别作为气敏基料制成旁热式气敏元件,运用扫描电镜观察产物的形貌,用静态配气法对浓度为100ppm的甲烷气体进行气敏性能的测试。结果表明,这几类元件的最佳工作温度及灵敏度差异较大,当工作温度为350℃时SnO2纳米颗粒的气敏性能最佳。此温度下,SnO2响应时间和恢复时间也比纯ZnO纳米颗粒分别缩短了2S和3S。     

ZnO纳米棒的制备与气敏性能的研究

以Zn(NO3)2·6H2O和NaOH为原料,CTAB为表面活性剂,通过微波辅助液相反应过程在低温下成功地制备了ZnO纳米棒.X射线衍射谱和扫描电镜结果表明,产物是六方纤锌矿结构ZnO纳米棒,长度为5～30μm,直径为0.1～1μm.气敏性能测试表明,所制备的ZnO纳米棒对H2S气体具有较好的选择性,但灵敏度不高.对ZnO纳米棒进行In掺杂后,对H2S气体的灵敏度和选择性大幅提高,在工作温度为332℃时,对体积分数为50X10-5的H2S灵敏度为29.217,说明In掺杂的ZnO纳米棒是有潜力的探测H2S气体的气敏传感器材料.     

ZnO薄膜气敏元件

通过在Al2O3衬底上粉末溅射ZnO做出了气敏特性和稳定性较好的ZnO薄膜气敏元件,实现ZnO薄膜的实用化,表明了ZnO是除SnO2外又一种新的气敏基材料.文中还对ZnO薄膜有关气敏特性和元件的气敏电流IG随酒气浓度C变化的规律进行了介绍.     

水热合成ZnO纳米带

采用水热法成功合成了ZnO纳米带。XRD谱表明该条带为六方晶系结构。格点对称群为P63mc（186），格点参数a=3．249A，c=5.5052A。SEM图表明该ZnO纳米带的长度大约为50μm、宽度为50-300nm。TEM图像表明该样品的生长方向为（0001）。详细地介绍了合成ZnO纳米板条的实验过程及生长机理。     

ZnO纳米棒的微波合成及Pt掺杂对其气敏性能的改善

以Zn(NO3)2·6H2O和NaOH为原料,CTAB为表面活性剂,微波加热到90℃,反应30min,成功制备了ZnO纳米棒.X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)结果表明,产物是六方纤锌矿结构ZnO纳米棒,长度为1～5μm,直径为50～100nm左右.对ZnO纳米棒进行了Pt掺杂,并对掺杂前后的气敏性能进行了对比...     

纳米ZnS的合成及其气敏性能研究

利用化学沉淀法、均匀沉淀法和乳液法合成了不同晶粒尺寸的纳米ZnS。用X射线衍射和透射电镜研究了材料的晶体结构和陶瓷微结构,用TG－DTA测定了材料的热稳定性,探讨了不同实验方法对纳米颗粒晶粒度和材料气敏性能的影响。结果表明,610℃以前ZnS能在空气中稳定存在,且乳液法制得的ZnS颗粒细小,气体灵敏度高,工作温度低。     

单晶多孔ZnO制备及对室内空气污染物的气敏性能的研究

通过使用对液相法合成的前驱体进行煅烧的方法成功的制备了具有单晶多孔结构的Zn O纳米片。通过X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)对单晶多孔Zn O纳米片进行了结构以及形貌的表征和分析。以其为敏感膜,制作气体传感器,对室内空气污染物,包括苯和甲醛,进行检测。结果显示单晶多孔Zn O纳米片对苯和甲醛都有着良好的响应,且响应和恢复时间都非常迅速。对敏感机理以及材料的结构对响应时间的影响也进行了较深入的探讨。     

Ag掺杂对ZnO纳米线气敏性能的影响

以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和Ag掺杂ZnO纳米线为气敏基料,制备成旁热式气敏元件,用静态配气法对浓度均为100ppm的无水乙醇蒸汽、氨气、甲烷及一氧化碳四种气体进行气敏性能测试,结果表明,Ag掺杂后,ZnO纳米线对四种气体灵敏度的最高值分别提高了230％,92％,158％,49％,缩短了响应时间和恢复时间。     

低功耗甲烷气敏元件的制备及气敏性能研究

甲烷气体通常需要在较高的工作温度下工作,要达到这个工作温度区间,元件体电阻越大,功耗也就越大;要降低功耗,就要降低元件体电阻.本文所述元件是在SnO2敏感膜材料中掺入Pd,Sb2O3,Al2O3等添加剂,制成微珠式元件,从而大大降低了元件的体电阻,设计出一种低功耗CH4气敏元件.此种元件在低于150 mW的加热功率下,在5000×10-6的CH4气氛中灵敏度可达到3以上,响应时间小于10 s,且具有良好的选择性和稳定性.     

层状多孔ZnO厚膜的制备及其气敏性能研究

由片状材料的定向自组装得到的层状结构可以使膜具有良好的取向性和特殊的物理化学性能。通过对ZnSO4.7H2O在150℃进行水热反应合成出高径厚比的碱式硫酸锌薄片,然后将这种大面积的薄片组装成一定厚度的自持膜并进一步热处理成具有多孔结构的层状ZnO厚膜。通过对600℃、700℃和800℃热处理得到的材料进行XRD及SEM分析,研究了其成分及多孔结构的产生过程,并结合气敏测试结果证明由烧结温度所带来的多孔结构的变化确实会对其气敏性能造成一定的影响。对不同气体进行的气敏性能测试表明,这种层状多孔ZnO结构是一种理想的气敏传感材料,特别适合用于检测H2S气体。     

ZnO纳米线CO气敏性能与气体浓度的关系研究

以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和掺杂Ni、Al的ZnO纳米线为气敏基料,以蒸馏水调和制备成旁热式气敏元件,用静态配气法对一系列浓度的一氧化碳气体进行了气敏性能的测试。结果表明掺杂的纳米ZnO元件与纯的纳米ZnO元件相比对CO气体的灵敏度更高,三种元件的灵敏度与所测气体浓度均呈现先上升后下降的变化趋势,且在同一浓度下出现最高值。