新型聚合物基气敏传感器用导电材料研究进展

按复合材料型传感器、杂合材料型传感器和传感器阵列分类,综述了新型炭黑(CB)填充聚合物气敏传感器用导电材料的研究进展,描述了这种传感材料的气敏响应性能,讨论了影响材料气敏性能的一些因素,并对材料的响应机理作了初步探讨。     

微纳结构二氧化锡气敏传感器的研究进展

二氧化锡(SnO_2)是一种重要的半导体气敏材料,特别是具有不同形貌的微纳结构SnO_2,由于其粒子尺寸小,比表面积大,成为广泛研究的气敏材料之一。简要介绍了SnO_2的晶体结构和传感机理,综述了近年来具有不同形貌的微纳结构SnO_2气敏传感器以及金属和金属氧化物掺杂的微纳结构SnO_2气敏传感器的研究进展,并对微纳结构SnO_2气敏传感器未来的研究方向和重点进行了展望。     

微纳结构二氧化锡气敏传感器的研究进展

二氧化锡(SnO_2)是一种重要的半导体气敏材料,特别是具有不同形貌的微纳结构SnO_2,由于其粒子尺寸小,比表面积大,成为广泛研究的气敏材料之一。简要介绍了SnO_2的晶体结构和传感机理,综述了近年来具有不同形貌的微纳结构SnO_2气敏传感器以及金属和金属氧化物掺杂的微纳结构SnO_2气敏传感器的研究进展,并对微纳结构SnO_2气敏传感器未来的研究方向和重点进行了展望。     

α-Fe_2O_3(SO_4~(2-),Sn)气敏电阻的温度响应特性

在气敏温度区域内研究了α-Fe_2O_3(SO_4~(2-),Sn)材料的电阻-温度特性,认为表面结构的变化导致温度特性出现峰值并呈现气敏性。可利用空气中电阻温度特性提供的信息改性或发现新的气敏材料。     

贵金属/WO3复合纳米晶的气敏与光催化研究进展

WO3作为新型的气敏材料和光催化剂具有广阔的应用前景,通过贵金属纳米簇修饰后的WO3复合纳米晶比WO3基体材料在性能上大幅提高。本文综述了贵金属修饰对WO3基体气敏和光催化性能的影响,其中气敏性能以不同敏感气体(如NOx、H2S、H2等)为分类依据,而光催化性能以不同贵金属(Au、Ag、Pt等)添加剂为分类依据,系统综述了贵金属/WO3复合纳米晶的气敏和光催化性能研究最新进展,并总结了常见贵金属/WO3的气敏和光催化机理模型,提出了贵金属/WO3在气敏和光催化应用过程中存在的问题及前景展望。     

PVA/CB复合材料气敏性能研究

以聚乙烯醇为基体,以炭黑为导电性添加剂,通过共混法制得常温响应聚乙烯醇/炭黑(PVA/CB)气敏导电薄膜,研究了复合薄膜材料在乙醇蒸气中的室温气敏性能。研究结果表明,PVA/CB复合材料的气敏性能跟炭黑的分散性、含量、材料的厚度等因素有关。炭黑分散性越好,气敏性越好;炭黑含量存在一最佳值;材料厚度增加,阻碍气体的扩散导致气敏性降低。     

空心氧化铟小球的合成及其三甲胺气敏特性的测定

本文在以蔗糖为碳源,通过水热方法合成均匀分散的碳小球的基础上,以碳小球为硬模板,采用硬模板法,以硝酸铟为金属源,通过在空气中灼烧的方法获得氧化铟材料。经过透射电子显微镜(TEM),并结合广角X射线衍射(Wide-angleXRD)等手段,证实所得材料为高结晶度的空心氧化铟材料。通过在旁热式气敏元件表面简单涂抹的办法,氧化铟空心小球被制备成气敏器件,并对其三甲胺(TMA)气敏性能进行了测定。研究结果表明,该种材料在较低的工作温度下对TMA具有较高的敏感性和选择性,这表明该种材料是一种非常有前途的TMA气敏材料,有望在食品检测等领域获得广泛应用。     

导电聚合物气敏传感器研究进展

气敏传感器是利用材料的气敏特性实现目标气体浓度检测的电子元器件,在生产安全、环境监测、临床医学等领域均有广泛应用。气敏材料主要分为金属氧化物半导体材料、导电聚合物(CP)材料、金属有机框架材料。导电聚合物因其成本低、易于合成,在室温下对氨气等有害气体表现出良好的响应的特点而受到广泛关注。近年来导电聚合物复合物的研究也极大地提高了导电聚合物的气敏性能。分析了导电聚合物电阻调控机理,重点介绍了近年来对氨气、二氧化氮、硫化氢等气体的导电聚合物及其复合物的气敏传感器的研究进展,简要介绍了导电高分子在甲醇、三乙胺、一氧化碳等气体检测中的研究情况,最后展望了导电聚合物在气体传感领域的应用前景。     

ZnSnO3气敏材料研究进展

作为一种重要的半导体气敏材料,ZnSnO_3气敏传感器被用于检测甲醛、丙酮、乙醇、三乙胺等气体。本文综述了近年来,不同方法制备的ZnSnO_3气敏材料以及金属和金属氧化物掺杂的ZnSnO_3气敏材料的研究进展,指出ZnSnO_3气敏材料的不足及未来的研究发展方向。     

碳纳米管掺杂纳米ZnO气敏元件敏感特性

采用溶胶–凝胶法合成纳米ZnO,以碳纳米管(carbonnanotube,CNT)为掺杂剂制备CNT–ZnO旁热式气敏元件样品。用X射线衍射和透射电镜分析了ZnO的结构,用扫描电镜观察CNT–ZnO气敏元件样品表面的显微形貌,研究了CNT–ZnO元件对甲醛和丙酮等气体的气敏性能。结果表明:CNT存在于平均粒径为20～30nm的ZnO晶粒间,增加了CNT–ZnO材料的气孔率。CNT–ZnO气敏元件对丙酮的灵敏度高于纯ZnO元件,掺0.6%(质量分数)CNT的ZnO气敏元件(0.6%CNT–ZnO)气敏元件对质量分数为40×10–6甲醛有最高灵敏度(15.11)。而且具有能检测低浓度甲醛气体、选择性好,响应速度快(响应时间约为15s)的优点。     

PEG/Li~+聚合物电解质薄膜气敏性能研究

采用不同摩尔质量的聚乙二醇(PEG)与高氯酸锂盐混合制备电解质薄膜,将这种材料应用于气敏传感器领域作为一种新颖的气敏传感材料,研究了薄膜样品对于各种有机溶剂蒸气的电阻响应行为。结果表明,PEG/Li+电解质薄膜对非极性溶剂基本不响应,对极性溶剂具有明显的气敏响应行为,其中对于蒸气乙酸具有明显的响应选择性、快速的气敏响应行为和高的灵敏度,这主要归功于锂离子与聚乙二醇中的醚氧原子产生强烈的配位络合作用,从而使得溶剂分子与电解质薄膜相互作用产生不同的电阻气敏响应行为。     

SnO2气敏材料的研究进展

SnO_2气敏传感器具有元件制作简单、使用寿命长、稳定性好、对气体的响应时间短等优点,已成为一个重要的研究课题。气敏反应是气体与材料表面接触后发生的化学反应,因此材料的表面组成、掺杂改性、缺陷分布、比表面积等都会影响材料的气敏性能。本文综述了近年来SnO_2气敏材料的不同制备方法,以及金属氧化物和贵金属掺杂的SnO_2气敏材料的研究进展。     

金属氧化物半导体气敏传感器的研究和开发进展

综述了近期国内外金属氧化物半导体气敏传感器的研究和开发进展；阐述了半导体气敏材料的气敏作用及机理；展望了今后半导体气敏传感器技术的发展趋向。     

In2O3基纳米材料气敏性能研究综述

In2O3半导体纳米材料由于具有较高的响应灵敏度、较快的响应-恢复时间,是气敏领域的明星材料,得到了广大研究者的青睐。然而,In2O3气敏材料由于化学组份单一往往催化能力有限,气敏性能不太理想(灵敏度较低、相应的恢复时间较长、功耗较高),严重限制了其在日常生产生活中的应用。实验证明:对单一的气敏材料修饰改性可以有效提升材料的气敏性能。国内外广大研究者相继对In2O3进行了大量的研究工作并取得了显著的成果。综述了In2O3气体传感器最新的研究进展,对近几年In2O3半导体纳米材料发展存在的问题及改性方法进行概括,并对以后的发展进行了展望。     

三氧化钨/二氧化钛复合材料的制备及其光催化、气敏性能的研究

以钨酸钠为钨源、草酸做辅助剂、钛酸四丁酯为钛源,采用原位水解的方法制备了三氧化钨/二氧化钛的复合材料。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对制备样品的晶体结构、尺寸、形貌等进行了测试表征,并利用光催化反应装置和WS-30A气敏测试系统对产物光催化性能及气敏性能进行了表征。结果表明：三氧化钨/二氧化钛复合材料的光催化性能以及气敏性能较纯WO₃都有明显的提高。     

SnO_2基甲醛气敏元件性能研究

以SnO2基底材料掺杂一定比例的TiO2,再掺入一定量的银离子(Ag+),制成复合基体材料,采用传统的旁热式气敏元件制造工艺,制作出甲醛气敏元件。对不同气体浓度、不同温度下元件的灵敏度及元件的响应-恢复时间进行了测试。结果表明,该气敏元件在工作温度为360℃下对甲醛气体的气敏性能最佳,灵敏度可达30,并且对乙醇具有一定的抗干扰性。     

单斜相TiO2的制备及气敏性能

采用简单水热法,制备出单斜相TiO2气敏材料,即TiO2(B).利用丝网印刷法制备出气敏元件.借助于X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析材料的组织结构和形貌,研究了气敏元件在200～300℃对低体积分数H2的气敏性能.结果表明:经过180℃、18h的水热反应,并在400℃烧结4h能制备出较为均匀的TiO2(B...     

二硫化锡层状材料的制备及其气敏性能的研究

为研发用于室温氨气气敏检测的气敏材料,采用水热法制备了二硫化锡(SnS2)层状材料,通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X-射线光谱议(EDX)、透射电子显微镜(TEM)、紫外吸收光谱(UV)等手段对材料的结构、成分、光学带隙等进行表征,测试了材料在不同色光下的光响应以及在不同浓度氨气气氛下的光电流。结果表明,该SnS2层状材料纯度高、形貌规整,且禁带宽度仅为2.1eV。该SnS2层状材料对不同浓度的氨气均有着优异的响应,且最低可以检测50ppm的氨气。     

空心ZnFe_2_O4微球的合成及气敏性能研究

采用水热和煅烧相结合的方法合成了空心ZnFe2O4微球,并对其微观结构和气敏性能进行了研究。通过X-射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)表征手段,对产品的微观结构进行了表征。并进一步对空心ZnFe2O4微球的气敏性能进行了研究,研究结果表明该材料具有良好的气敏性能,在乙醇气体的检测方法中具有潜在的应用价值。气敏性能的提高可以归结为空心ZnFe2O4微球内部三维的空心结构。     

聚氨酯/MWNTs-OH复合导电材料的制备及气敏响应性能研究

以羟基多壁碳纳米管(MWNTs-OH)作为导电载流子,以水解改性的端羟基聚丁二烯–丙烯腈共聚物(h-HTBN)作为软段,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为硬段,1,4-丁二醇(BDO)作为扩链剂,通过原位聚合方法制备了聚氨酯(PUR)/MWNTs-OH复合导电材料。通过傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对复合导电材料进行了结构表征,并采用分散稳定性实验证明了PUR对MWNTs-OH的包覆效果。将复合导电材料与电极片组装制作成传感元件,测试其对4种不同溶剂(苯、无水乙醚、丙酮和氯仿)的气敏响应性。结果表明,合成的PUR/MWNTs-OH复合导电材料对苯和氯仿等亲油性溶剂具有良好的气敏选择性和重复稳定性,这主要是由于PUR结构中存在微相分离现象,亲油性溶剂能够与软段形成非晶微区相互作用,破坏了MWNTs-OH导电粒子形成的路径,导致电阻升高,引起气敏响应。