Fe掺杂NiO纳米花状微球的制备及其气敏性能研究

采用水热法成功制备了Fe掺杂NiO纳米花状微球,研究了Fe掺杂量对微球结构、形貌和气敏性能的影响。气敏实验结果表明:Fe掺杂NiO纳米微球基气敏元件对丙酮的气敏性能较纯相NiO显著提高;当Fe掺杂量为0.03g时,气敏器件在工作温度为280℃,丙酮质量浓度为3.7×10~(-4) mg/L条件下,气体灵敏度为41.8,是相同条件下未掺杂NiO基气敏元件的12倍,该气敏元件在检测低浓度丙酮气体时也表现出优异的性能。     

稀土金属掺杂WO3的气敏性能研究

采用H2O2氧化-水热结晶法制备掺杂La（NO3）3（La（NO3）3与WO3的摩尔比为1％、3％、5％、7％、9％）的WO3粉体,测试了不同比例掺杂La所得元件的气敏性能,得出结论：掺杂量为5％的时候气敏性能最佳。采用同样的方法制得掺杂量为5％La、Ce、md、Sm、Eu和Gd的WO。气敏元件,并测试了其气敏性能,掺杂5％Gd的WO3气敏元件相比其他稀土金属元素掺杂的WO3气敏元件对50ppmNO2和Cl2的灵敏度是最好的,分别为305．667和416．233。     

纳米CuO-SnO2气敏材料制备及对CO2的气敏性能研究

用Sol-Gel法制备了纳米级的CuO-SnO2气敏粉体;运用DSC-TG、XRD、TEM等分析手段对不同热处理温度和不同配比浓度的粉体进行了表征,可知获得了纳米级的的不同掺杂的气敏粉体;并用所得粉体制作成气敏元件,对CO2气体进行了气敏性能测试,掺杂摩尔百分含量为50%的CuO-SnO2气敏元件对CO2有较好的气敏性能.     

CNT-WO3元件的氨敏性能研究

以碳纳米管（CNT）为掺杂剂制成CNT—WO3旁热式气敏元件．采用混酸氧化法对碳纳米管进行纯化，化学沉淀法制备了纳米WO3微粉，并用TEM、FT—IR、TG—DSC、XRD等方法进行了表征．测试了元件在室温条件下对NH3的气敏性能．结果表明，碳纳米管掺杂元件在室温下对NH3的灵敏度远远高于纯WO3元件，其中0．8wt％的掺杂元件对NH3具有最高的灵敏度．另外，掺杂元件还具有检测浓度低、检测范围宽、选择性好等优点，是一种较为理想的氨敏元件．     

添加物对Fe_2O_3超微粒的稳定作用

粒子的尺寸直接关系着气敏元件性能的好坏．为了防止Ｆｅ２Ｏ３超微粒在气敏元件烧结过程中长大，我们在纯Ｆｅ２Ｏ３中掺入５ｍｏｌ％碱土金属离子，利用ＸＲＤ和ＴＥＭ系统研究了掺杂物对Ｆｅ２Ｏ３超微粒子的稳定作用，并对由掺杂引起的Ｆｅ２Ｏ３电学性质的变化作了初步探讨．     

纳米WO3氯化氢气体传感器

以三氧化钨为基材,通过掺杂制作了半导体型氯化氢气体传感器,研究元件的气敏特性.以钨酸钠和浓盐酸为反应物,采用溶胶一凝胶法,制备出具有特殊结构的三氧化钨.通过XRD、SEM、TEM等微观分析手段,发现该材料具有层片状结构,结构松散,平均粒径约17纳米.研究发现,掺杂适量的氧化铝可以大大提高三氧化钨对氯化氢气体的灵敏度,但元件稳定性以及选择性比较差,通过掺杂少量的氧化锌,虽然降低了元件的灵敏度,却可以大大提高元件的稳定性,适当提高加热电压,可抑制元件对NO2等气体的灵敏度,提高选择性.本文对三氧化钨的气敏机理及特性进行分析.     

气敏半导体陶瓷材料的发展与应用

本文概述气敏半导体陶瓷材料的发展历史,论述和评介目前发展中的几种气敏理论,探讨气敏半导体陶瓷材料存在的问题和发展方向。此外,还探讨了气敏半导体陶瓷材料的应用,并给出评价气敏陶瓷元件性能的主要指标。     

TiO_2基气敏元件工作温度影响机理

对TiO2基气敏材料的能带结构及测试气体分子轨道能量进行理论计算,结合实验,对TiO2-SnO2复合材料气敏元件工作温度的影响机理进行理论研究.结果表明:掺杂使TiO2能带带隙中产生掺杂能带,导带产生负移,有利于电子热激发.对比未掺杂TiO2气敏元件,在工作温度为260℃时,掺杂使TiO2元件电阻值由44.5Mù下降到22.5Mù.气体分子LUMO能级降低,有利于降低气敏反应的活化能,从而降低气敏元件的工作温度及提高灵敏度.     

SiO2-WO3纳米粉体的合成及其气敏特性

采用化学沉淀法制备了xwt％SiO2-WO3(x=0，3，5，10，15)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，探讨了掺杂量、元件工作温度与W03气敏性能的关系.研究发现：SiO2的掺杂提高了WO3粉体材料对H2S气体的灵敏度，其中掺杂量为5％的烧结型气敏元件在180℃下对H2S气体有较高的灵敏度和选择性；本文还对WO3的H2S气敏机理进行了探讨．     

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。     

In2O3薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件及其气敏性研究

本文提出利用金属氧化物半导体材料制备光波导气敏元件,检测挥发性有机物蒸汽的新方法.通过溶胶凝胶法制备了 In2O3 粉末并用 X-衍射对样品进行表征.采用提拉法在锡掺杂玻璃光波导表面制备 In2O3 薄膜,研制了 In2O3 薄膜/锡掺杂玻璃光波导传感元件,并对挥发性有机蒸汽进行检测.实验结果表明该元件对二甲苯具有较好...     

聚苯胺及其掺杂材料的制备及气敏特性的研究

采用质子酸化学聚合法,以苯胺（An）为单体,过硫酸铵（APS）为氧化剂,在盐酸（HCl）溶液中,合成了聚苯胺（PANI）及In2O3、TiO2和SnO2掺杂的聚苯胺。分别通过X射线衍射仪（XRD）,红外光谱仪（FT-IR）,场发射扫描电镜（FE-SEM）对其结构和形貌进行了表征,制成了基于聚苯胺及其掺杂材料的氨气传感器。室温下,对1.0×10-5～1.50×10-4浓度范围的氨气进行了气敏测试,测试结果表明,基于聚苯胺及其掺杂材料的气敏元件对氨气响应灵敏度基本呈线性关系。掺杂In2O3的聚苯胺气敏元件对氨气的响应灵敏度最大,在1.50×10-4时响应灵敏度达到50;而掺杂TiO2的聚苯胺气敏元件对1.00×10-4氨气的响应时间最短,为60s。分析了聚苯胺及其掺杂材料的气敏机理,结果表明,金属氧化物的掺杂对聚苯胺材料的灵敏度、响应及恢复时间等气敏特性有很大的影响。     

碳纳米管掺杂纳米WO3气敏材料的制备及其应用

为降低WO3气敏元件的工作电压,改善WO3基敏感材料的气敏性能,采用化学吸附沉淀-水热法合成WO3和WO3/SWCNT复合材料,并研究矿化剂用量和SWCNT掺杂量对其气敏性能的影响.结果表明,大剂量矿化剂的使用会降低WO3的气敏性能;碳纳米管掺杂可以使WO3在较低的工作温度下有较高的灵敏度.SWCNT掺杂量为1％的元件...     

碳纳米管及其掺杂氧化物半导体气敏传感器

碳纳米管气敏传感器以其工作温度低和最低检出限较低等优点而备受关注,而碳纳米管掺杂氧化物半导体气敏传感器兼备了氧化物半导体气敏传感器和碳纳米管气敏传感器二者的优点,具有灵敏度较高、最低检出限低和工作温度低等特性。综述了这两类传感器的研究进展,介绍了其气敏机理,并对相应存在的问题及今后的发展趋势进行了概述。     

铟掺杂纳米SnO_2的合成及气敏性能研究

采用一步水热法制备出了掺杂铟和未掺杂的球花状SnO2纳米结构。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)等手段对所得样品的形貌及晶体结构进行了表征,结果表明制得的SnO2纳米结构由厚度约30nm的纳米片组成,晶型为四方金红石型。以掺杂铟和未掺杂的SnO2样品制作了旁热式气敏元件,用于测试样品对乙醇气体的气敏性能。测试结果显示铟的掺入提高了SnO2样品的灵敏度,同时降低了气敏元件的最佳工作温度。最后,提出了铟掺杂提升SnO2纳米材料的气敏性能的可能机制。     

氧化铁系气敏材料及其应用概况

本文结合我们的研究结果,综述了氧化铁系气敏材料及其应用的发展概况。着重讨论了氧化铁系气敏半导体材料的性质,制备方法、微结构与气敏性能之间的关系,氧化铁气敏元件结构与气体检测机制,提高氧化铁系气敏元件特性的途径及其应用开发前景。     

纳米ZnO气敏元件对H2的测定研究

以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线以及Ag掺杂ZnO纳米线为气敏基料制备成旁热式气敏元件,用静态配气法对不同浓度的H2进行气敏性能测试。利用测试结果,绘制元件灵敏度与所测气体浓度的关系曲线,并对此曲线进行了线性拟合。结果表明,Ag掺杂纳米ZnO元件与纯纳米ZnO元件相比会明显提高对H2的灵敏度,两类元件的气敏性能与所测气体浓度呈现相同的变化规律。用拟合方程计算出的气体浓度值与实际检测值间吻合较好,误差小于10%。因此,可以利用这两类元件及其拟合直线对H2气体浓度进行测定。     

MWCNTs掺杂的PANI纳米复合材料的制备及敏感特性的研究

采用质子酸化学聚合法,以苯胺(An)为单体,过硫酸铵(APS)为氧化剂,在盐酸(HCl)溶液中,0℃水浴中合成了0.02%(质量分数)碳纳米管(MWCNTs)掺杂的聚苯胺(PANI)。同样方法制备了PANI和0.05%(质量分数)MWCNTs掺杂的PANI,分别通过X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电镜(SEM)对其结构和形貌进行了表征,并制成了PANI及MWCNTs掺杂的PANI气敏元件。在室温下,对浓度范围(0.1~1.5)×10-4的氨气进行了气敏测试,测试结果表明,基于PANI,0.02%(质量分数)和0.05%(质量分数)MWCNTs掺杂的PANI气敏元件对氨气响应均呈线性关系。0.02%(质量分数)MWCNTs掺杂的PANI气敏元件对氨气的响应灵敏度最大,在氨气浓度为1.5×10-4时响应达到27.67;氨气浓度为1.0×10-5时响应为1.95,且元件具有良好的稳定性。最后,简要分析了MWCNTs掺杂的PANI气敏元件对氨气的敏感机理。     

ZnO气敏薄膜的实用化——一种新的气敏基材料

ZnO薄膜是最早发现有良好气敏特性,并且也是最早（1962）被提出用它来研制气敏元件的金属氧化物气敏基材料;然而近半个世纪以来没有实现。最近通过用粉末溅射解决气敏层的掺杂稳定性;通过选择合适的绝缘衬底（Al2O3）和适当选择溅射参数得到掺杂稳定,结构稳定,性能良好的ZnO薄膜酒敏元件。通过对芯片和接线柱的超声双点焊获得超小型悬挂式的气敏元件,并用它做出可检测100ppm和500ppm两种酒气浓度的报警器。     

多层结构半导体气敏元件制备工艺探索

按照多层结构半导体气敏元件设计,制备介质浆料作为加热层和气敏层间的隔离材料,实现在陶瓷基板的同侧制作加热层和气敏层,降低平面式半导体气敏元件工艺难度。在陶瓷基板的另一侧制作隔热层,降低气敏元件功耗。与传统陶瓷管芯旁热式结构相比,该结构可以采用印刷工艺制作,提高了产品之间性能的一致性。