α-MoO3纳米棒的制备及其NOx气敏研究

利用水热法制备了正交相三氧化钼(α-MoO_3)纳米棒,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等研究分析了其微观形貌及结构,并测试了α-MoO_3纳米棒气敏元件对体积分数不同的氮氧化物(NO_x)的气敏性能。结果表明:α-MoO_3纳米棒气敏元件对NO_x气体显示出良好的气敏性能。在200℃的工作温度下,该气敏元件对体积分数20×10~(-6)的NO_2气体的响应值可达23,同时气敏元件具有良好的气体选择性。     

水热法合成MoO3单晶纳米带及其形成机理

以HCl和Na_2MoO_4·2H_2O为原材料,不用任何模板剂的情况下,用简单的水热法成功地制备了正交相单晶α-MoO_3纳米带。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见光分光光度计对产物进行了表征。结果显示,α-MoO_3纳米带是由低温条件下形成的亚稳相h-MoO_3微米棒通过溶解-重结晶转变而来,其沿着c轴方向生长,加入表面活性剂CTAB可以提高α-MoO_3纳米带的长径比。     

多级结构α-MoO_3空心微球的构筑及其对有机染料的吸附性能

具有多级结构的半导体金属氧化物,其特有的立体空间结构使材料具有超高活性,在吸附领域具有应用潜力。研究采用简单的一步溶剂热法制备了空心球状的MoO_2前驱体,400℃热处理后得到多级结构α-MoO_3空心微球。空心球的直径为600～800 nm,由宽度约70 nm的纳米棒构筑而成。该球状α-MoO_3纳米材料对亚甲基蓝(MB)染料具有优良的吸附性能。当α-MoO_3吸附剂用量为0.5 g/L、MB染料浓度为20 mg/L、吸附时间为5 min时,移除率可达到73.40%。吸附60min时,吸附达到平衡,此后移除率为97.53%～99.65%。该吸附动力学过程符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型拟合,最大吸附量为1543.2 mg/g。α-MoO_3微球由于多级且中空的纳米结构,对MB染料具有用量少、吸附速率快和吸附完全等特点。该材料可以用于吸附废水中其他有机染料。     

氧化石墨烯薄膜厚度对元件湿敏性能的影响

以改进Hummers法获得的氧化石墨为原料制备氧化石墨烯,采用旋涂法通过使用不同浓度的氧化石墨烯水相分散液制备不同厚度的氧化石墨烯薄膜湿敏元件。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)和湿度测试仪对氧化石墨烯薄膜的结构、形貌和湿敏性能进行分析。结果表明,在室温下随氧化石墨烯薄膜厚度减小(139nm、102nm、65nm、35nm和18nm),湿敏元件响应时间由10s缩短至2s,恢复时间由37s缩短至8s;在11.3%~93.6%RH范围内,湿敏元件电阻随湿度增加而显著减小,从兆欧级减小至千欧级,变化达到3个数量级;湿敏元件的最佳响应时间为2s,恢复时间为8s,最高灵敏度可达96.06%,具有较好的湿敏性能。     

KNO3熔盐中α-Fe2O3纳米棒的制备研究

采用微乳液技术制备了α-Fe2O3纳米棒前驱物,在KNO3熔盐中焙烧成功合成了α-Fe2O3纳米棒一维纳米材料.用TEM、XRD和XPS对其进行了表征,结果表明α-Fe2O3纳米棒直径约为80nm,尺寸分布比较均匀,长度为1～5μm.简单讨论了影响α-Fe2O3纳米棒在KNO3熔盐中形成的因素和α-Fe2O3纳米棒的形成机理.     

介孔SBA-15担载LiCl的湿敏特性及敏感机理分析

传统上利用LiCl制作的湿度传感器只能在一段湿度的范围内进行湿度的测量,并且由于LiCl易水解的性质,经过一段时间的使用后,LiCl容易流失而使元件失效。实验中将LiCl材料担载到SBA-15分子筛中来改善材料的湿敏特性,并对材料分别进行了IR和SEM表征分析。利用该系列材料制作并获得了全湿度范围内特性良好的电阻型湿敏元件。通过不同比例的LiCl的掺杂,选择出掺杂量为15%wt LiCl的样品最适宜制备湿敏元件。实验测试得到了元件在不同湿度下的复阻抗谱图,通过对复阻抗谱图以及材料结构的研究,分析了基于该材料的湿敏元件在不同相对湿度下的导电机理。     

纳米晶复合氧化物湿敏元件的特性研究

利用纳米复合氧化物Ba0.5Sr0.5TiO3材料制作了电阻型湿度敏感元件,对元件进行湿敏特性测试后表明:该元件的阻抗-湿度特性良好,电阻范围适中,湿滞小,不需加热清洗.同时研究了其直流充电-放电特性和交流复阻抗特性,分析了敏感机理.     

单晶多孔α-Fe2O3纳米棒的制备及其催化性能

以Fe(NO)3·9H2O和KOH为原料,在100℃下水热反应6h制备了α-FeOOH纳米棒,并在不同温度下对其进行热处理,得到具有一维纳米孔结构的α-Fe2O3单晶.用XRD和TEM对α-FeOOH和热处理产物a-Fe2O3的物相、形貌进行表征,并结合TGA和FT-IR研究了α-FeOOH的热处理过程.结果表明,α-FeOOH在239～295℃温度区间发生脱水相变a-FeOOH→α-Fe2O3.纳米α-Fe2O3很好地保持棒状,但在其表面出现了孔洞,随着温度的升高孔洞趋于愈合.采用DTA考察了α-Fe2O3纳米棒对高氯酸铵(AP)的催化作用.不同温度下热处理得到的α-Fe2O3均使AP的高温分解温度显著降低,其中350℃热处理得到的α-Fe2O3纳米棒使AP高温分解温度最大降幅达71.4℃.     

无机杂质对改善纳米BaTiO_3湿敏特性的作用

用硬酯酸盐法合成了纳米ＢａＴｉＯ３材料，它对湿度有良好的敏感性能。在纳米ＢａＴｉＯ３中掺入少量杂质，会影响其感湿性能。本文研究了掺杂方法、掺杂种类及掺杂浓度对纳米ＢａＴｉＯ３湿敏元件的电阻和湿滞的影响。混合掺入Ｎａ２ＣＯ３和ＮａＨ２ＰＯ４可以使纳米ＢａＴｉＯ３湿敏元件的电阻为１０６～１０３Ω，湿滞＜３％。     

NASICON固体电解质SO2传感器的特性研究

采用溶胶-凝胶法合成NASICON固体电解质材料,并以其为基体材料制作管式SO2传感器,敏感电极采用Na2SO3-30?SO4或者Na2SO4-30?SO4(摩尔比)复合硫酸盐.SO2浓度在(10～100)×10-6体积分数范围内,两种器件的灵敏度分别为81.1和60.6mV/decade.敏感电极为Na2SO3-30?SO4的元件响应和恢复时间分别为28.2 s和57.7 s;敏感电极为Na2SO4-30?SO4的元件响应和恢复时间分别为39.8 s和67.4 s.     

纳米LaFeO3湿敏特性的研究

用柠檬酸盐法制备纳米晶ＬａＦｅＯ３材料，平均粒径为１５ｎｍ，纳米ＬａＦｅＯ３湿敏元件的灵敏度高于陶瓷ＬａＦｅＯ３湿敏元件。在１０－９８％ＲＨ湿度范围电阻变化三个数量级。     

中科院纳米氧化锌材料研究取得重要进展

据有关媒体报导，中科院力学所科研人员利用气相沉积法，成功地合成了多种形貌的微纳米氧化锌材料，比如纳米线、纳米棒、纳米锥、四足纳米氧化锌等，还实现了纳米氧化锌在碳纳米管上的直接生长，并制备出多种独特形貌的氧化锌微纳米材料，通过这种方法合成出来的材料具有很强的发光性能和催化活性。准一维纳米材料由于量子尺寸效应具有许多特异的物理、化学特性，是研究电子传输行为、光学特性和力学性能等物理性质的理想系统，在构建纳米电子和光学器件方面具有很大的应用潜力，近年来受到各界的广泛关注。纳米氧化锌特有的量子尺寸效应、界面效应和耦合效应，使其在紫外激光器、光波导器件、发光元件、表面声波元件、太阳能电池窗口材料、压敏电阻及气体传感器等方面有着广泛的用途，被称为“第三代半导体材料”。     

Gd_2O_3∶RE~(3+)(RE:Eu,Tb)纳米棒的合成与表征

掺杂Eu和Tb离子的一维稀土氧化物发光材料因具有与其体相材料不同的光谱特性在近年来引起了人们的极大研究兴趣。(Gd0.9Eu0.1)(OH)3和(Gd0.9Tb0.1)(OH)3纳米棒前驱物通过水热法首先被合成,然后经退火处理得到Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒。FE-SEM的形貌测试结果表明,Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒有约为20～60nm直径和200～500nm长度。XRD的结构测试证实,所得到的Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒样品均属于立方晶系。光谱测试结果表明,同体相材料相比,Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒的Eu3+和Tb3+的特征发光峰出现了宽化现象,样品的纳米表面效应可能是导致其发光峰宽化的主要原因。     

无机杂质对改善纳米BaTiO3温敏特性的作用

用硬酯酸盐法合成了纳米ＢａＴｉＯ３材料，它对湿度有良好的敏感性能。在纳米ＢａＴｉＯ３中掺入少量杂质，会影响其感湿性能。本文研究了掺杂方法，掺杂种类及掺杂浓度对纳米ＢａＴｉＯ３湿敏元件的电阻和湿带的影响。     

基于c‒MWCNTs/GO体系的湿敏型智能包装研究

目的 优选羧基化多壁碳纳米管(c–MWCNTs)与氧化石墨烯(GO)作为敏感材料制备湿度传感器,对其湿敏特性进行研究,探索一种能够快速精确监测包装内湿度变化的传感器。方法 通过丝网印刷工艺印制传感器电极基底,在电极表面涂布c–MWCNTs/GO湿敏溶液,混合湿敏溶液中c–MWCNTs的质量分数分别为20%和67%,烘干后得到电阻型湿度传感器,测定其灵敏度、动态响应、响应恢复时间、吸湿滞后性、重复性等湿敏特性。结果 选用长度为0.5~2 μm的c–MWCNTs制备的湿度传感器灵敏度、线性度优于10~30 μm的。质量分数分别为20%和67%的c–MWCNTs的湿敏溶液制备而得的传感器均对不同湿度敏感,而当c–MWCNTs质量分数为67%时灵敏度更高,线性度更好,在低湿(相对湿度为33%)时响应和恢复时间分别为7 s和3.9 s,高湿(相对湿度为85%)时分别为20 s和15 s,最大吸湿滞后值为17%。结论 将c–MWCNTs与GO掺杂用于制备湿度传感器,可以检测的相对湿度范围为11%~98%,且c–MWCNTs质量分数为67%时传感器具有较高的灵敏度、良好的线性度、良好的重复性、快速的响应恢复能力和较小的吸湿滞后,在未来包装湿度监控应用方面具有广阔前景。     

WO_3纳米棒簇的离子交换-水热合成及气敏性

以钨酸钠、盐酸为原料,通过离子交换-水热途径合成了WO3纳米棒簇。X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征结果表明:合成产物为均匀分布六方相WO3纳米棒簇(由直径约20nm,平均长度约150nm的纳米棒堆成)。气敏性能测试结果表明,采用本实验方法合成出的WO3纳米棒簇气敏元件工作温度低,且对丙酮、三甲胺具有很高的灵敏度和很好的响应恢复时间,显示出该材料较好的应用前景。     

掺杂纳米α-Fe2O3的微波合成与湿敏性能研究

采用微波法制备出一系列刚玉结构的掺杂Sn4+和Zn2+的-αFe2O3纳米粒子,并用厚膜工艺将粉体涂在陶瓷基片上制成湿敏元件。通过对粉体的XRD测试与分析发现,部分Sn4+和Zn2+以类质同象的方式进入到α-Fe2O3晶格中代替Fe3+,改变了-αFe2O3的晶胞参数,同时晶粒尺寸减小,达到微细化的效果。测试了元件在不同湿度下的电阻,结果表明掺杂提高了-αFe2O3的湿敏性。     

钒钛酸掺杂聚苯胺的制备与湿敏性能

采用沉淀聚合法,在聚乙二醇的乙醇溶液中制备了钒钛酸掺杂的聚苯胺,并对其进行红外表征和灵敏度、湿滞、电阻特性、电容特性和响应-恢复等湿敏特性研究。结果表明,钒钛酸已掺杂到聚苯胺中,且钒钛酸掺杂聚苯胺的湿敏性能明显优于聚苯胺。当频率为1kHz时该湿敏元件的线性度较好。在11%~97%相对湿度(RH)范围内,电阻变化了3个数量级、灵敏度较高、湿滞回差为5%RH,响应时间为5s,恢复时间为19s,是一种良好的湿敏材料。     

碳湿敏元件非线性感湿特性的影响因素

研究了不同配比导电炭黑和羟乙基纤维素(HEC)感湿胶制备的碳湿敏元件的感湿特性,探讨了山梨醇增湿剂对感湿非线性特性的影响。对碳湿敏元件的体积电阻率、湿敏特性和复阻抗谱的测试结果表明,炭黑含量和山梨醇含量对非线性感湿特性有很大影响,2%炭黑试样在80%湿度附近开始出现电阻的非线性增大;适量山梨醇使试样的非线性湿度响应移向较低湿度区。试样的复阻抗谱在54%湿度时为1个带拖尾的半圆弧,80%湿度时变为带拖尾的2个半圆弧,更高湿度时是拖尾拉长变形明显的2个半圆弧,表明其等效电路是由包括体电阻、炭黑粒界电阻和电极接触电阻三个阻容并联体的串联组成。半圆弧数目随湿度增加的现象,与感湿膜中水分子增加使不同极化机制的作用变得更加明显有关。     

氧化锌基发光二极管的研究进展

概述了ZnO材料的发光性质以及ZnO基发光二极管(LED)器件的发展历程、工作原理和技术路线。详细介绍了各种结构的ZnO基同质结、异质结LED及一维ZnO纳米线/棒阵列异质结LED的最新研究成果,存在的问题以及改进的方法。通过改进器件结构、提高材料质量和采用新型纳米结构材料,使得ZnO基LED的光谱质量和电致发光效率有了本质提高。