金属氧化物-SnO_2材料气敏与催化性能间关系

通过在SnO2中分别掺杂质量分数3%的MgO、ZnO和La2O3,考察其对SnO2气敏性能和催化性能的影响,讨论了元件的选择性、灵敏度与材料催化活性间的关系。300℃时,掺杂MgO和La2O3分别使乙醇的灵敏度由11.1增加至41.5和55.2,同时乙醇的转化率由84.5%提高至91.5%和100.0%,而对甲烷的灵敏度和催化活性均无影响。表明气体反应强烈影响其灵敏度,乙醇的灵敏度与其反应的耗氧率呈近似线性关系。     

掺杂改善SnO_2甲醛气敏元件灵敏度特性的研究

用纳米SnO2制作了旁热式气敏元件。用掺杂方法提高SnO2甲醛气敏元件的灵敏度,掺杂剂包括Pd,Sb,Ti,Zr,Cu,Ag,Mn等。在SnO2气敏元件中分别掺杂质量分数2%Pd和2%Zr对提高元件灵敏度有显著效果。未掺杂SnO2、掺杂质量分数2%Pd和2%Zr的气敏元件对体积分数为5×10-5甲醛的灵敏度分别为1.33,2.38,2.08,但是掺杂在改善元件对乙醇的选择性方面作用不大。分析了掺杂改善SnO2气敏元件灵敏度的原理,当SnO2表面吸附还原性气体时,吸附气体提供电子,使半导体表层的导电电子数增加,引起电导率增加、电阻下降。吸附气体浓度越高,电阻率变化越大,元件灵敏度越大。     

掺杂改善SnO2甲醛气敏元件灵敏度特性的研究

用纳米SnO2制作了旁热式气敏元件。用掺杂方法提高SnO2甲醛气敏元件的灵敏度，掺杂剂包括Pd，Sb，Ti，Zr，Cu，Ag，Mn等。在SnO2气敏元件中分别掺杂质量分数2%Pd和2%Zr对提高元件灵敏度有显著效果。未掺杂SnO2、掺杂质量分数2%Pd和2%Zr的气敏元件对体积分数为5×10^-5甲醛的灵敏度分别为1.33，2.38，2.08，但是掺杂在改善元件对乙醇的选择性方面作用不大。分析了掺杂改善SnO2气敏元件灵敏度的原理，当SnO2表面吸附还原性气体时，吸附气体提供电子，使半导体表层的导电电子数增加，引起电导率增加、电阻下降。吸附气体浓度越高，电阻率变化越大，元件灵敏度越大。     

CuO掺杂纳米SnO_2的气敏性能研究

采用柠檬酸溶解–热解法制备纳米SnO2,并对其进行由不同Cu源制备的CuO粉体机械混合掺杂,进而对掺杂氧化物进行XRD表征,采用静态配气法测试其气敏性能。结果表明:少量的CuO机械混合可掺入纳米SnO2粉体的晶格中,以CuSO4为原料制备的CuO掺杂,可有效提高SnO2粉体对H2S气体的气敏性能,且以5%CuO掺杂量(质量分数)在120℃时,对0.0005%H2S的气敏性能最好,灵敏度可以达到4545。     

掺Sm2O3的SnO2纳米粉体对C2H2气敏特性的研究

用化学沉淀法制备了SnO2纳米材料,利用XRD和SEM对合成产物进行了表征.采用旁热式结构制成了以SnO2为基体材料,掺杂Sm2O3的气体传感器.通过元件对C2H2气敏特性的测试表明:Sm2O3的掺杂可以明显地提高SnO2气敏材料对C2H2气体的灵敏度,当工作温度为180℃,C2H2浓度为1000ppm时,元件的灵敏度为64,响应恢复时间分别为3和20s.讨论了不同相对湿度对元件气敏特性的影响.     

掺Sm2O3的SnO2纳米粉体对C2H2气敏特性的研究

用化学沉淀法制备了SnO2纳米材料,利用XRD和SEM对合成产物进行了表征.采用旁热式结构制成了以SnO2为基体材料,掺杂Sm2O3的气体传感器.通过元件对C2H2气敏特性的测试表明:Sm2O3的掺杂可以明显地提高SnO2气敏材料对C2H2气体的灵敏度,当工作温度为180℃,C2H2浓度为1000ppm时,元件的灵敏度为64,响应恢复时间分别为3和20s.讨论了不同相对湿度对元件气敏特性的影响.     

In2O3基气敏材料的催化性能及敏感机理研究

采用微反应器–气相色谱联用装置和气敏性能测试设备,评价了不同掺杂的In2O3材料对异丁烷的催化及气敏性能。研究表明:掺杂贵金属(Pd、Pt、Au等)可大幅度提高材料对异丁烷的催化活性,灵敏度也由2.99提高到4以上;而掺杂碱性金属氧化物则降低了材料的催化活性和灵敏度。材料的气敏性能和催化性能存在密切的关系。并浅析了材料的敏感机理。     

共沉淀法SnO_2-WO_3粉体的气敏性能研究R&D

采用化学共沉淀法制得不同掺杂量的SnO2-WO3粉体,探讨了掺杂量、热处理温度、元件工作温度与WO3气敏性能的关系。研究发现:SnO2的添加抑制了WO3晶粒的生长,提高了其气体灵敏度。其中以0.5%(质量分数)的掺杂量为最佳,可进行H2S气体的选择性检测。     

SnO_2-ZnO的乙醇气敏特性研究

为了解决乙醇传感器灵敏度不够高和选择性较差的问题,使用稀土金属氧化物代替贵金属及其化合物作为催化剂和添加剂制成了以SnO2-ZnO为主体的气敏材料,并对其气敏性能进行了研究。结果表明,此方法可有效提高SnO2-ZnO气敏材料对乙醇气体的灵敏度及选择性;利用制成的SnO2-ZnO气敏材料,可以生产出高灵敏度、高选择性的乙醇传感器。     

La0.7Sr0.3FeO3对SnO2基CO气敏元件性能的影响

采用柠檬酸盐法合成纳米晶La0.7Sr0.3FeO3。为考察其对以SnO2为基体材料的一氧化碳气敏元件性能的影响,将一定质量分数的(1%、3%、5%)La0.7Sr0.3FeO3作为掺杂剂掺入SnO2粉体中。测试结果表明,La0.7Sr0.3FeO3的掺入改善了气敏元件的长期稳定性,同时提高了元件对CO气体的灵敏度,经10 d的老化后,80 d内元件阻值变化不超过±10%。用4A分子筛对元件进行表面修饰,改善了元件的选择性。     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜     

掺铝二氧化锡气敏材料的制备与性能研究

用sol-gel法制备了8种掺铝SnO2气敏材料,并用XRD分析其结构和晶粒度,用自组装仪器测定其气敏性能。结果表明:铝的掺入未改变SnO2的四方晶系结构,样品晶粒度为31.46～50.89nm;烧结温度600℃、掺铝量为5%(摩尔分数)的样品对C4H10的灵敏度为22.7;烧结温度600℃、掺x(Al)为1%的样品对H2S比较敏感,灵敏度为87.5;烧结温度700℃、掺x(Al)为5%的样品对C4H10灵敏度为45.5,对H2S灵敏度为100。     

CdO对In2O3电导和气敏性能的影响

为探索新型CdO-In2O3材料的气敏性能,用化学共沉淀法制备了CdO掺杂的In2O3微粉,研究了CdO掺杂对In2O3电导和气敏效应的影响。结果表明CdO和In2O3间能形成有限固溶体In2-CdxO3(0≤x≤0.02);In1.98Cd0.02O3x的电导比纯In2O3小得多;900℃下热处理4h所得的x(CdO)为2%的In2O3传感器在183℃工作温度下,对45μmol·L–1C2H5OH的灵敏度达276、响应–恢复时间只有3s和180s。有望开发为一类新型酒敏材料。     

溶胶-凝胶法制备H2S气敏材料LaFeO3

以La(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纳米LaFeO3.利用XRD和SEM对所合成材料的结构和形貌进行了表征,利用静态配气法测试了材料的气敏性能.研究了不同煅烧温度对LaFeO3气敏性能的影响.结果表明,600和800℃煅烧2h均可得到不规则的块状纯钙钛矿相的La...     

锌掺杂量对In_2O_3电导和气敏性能的影响

用化学共沉淀和热处理法于pH11.5～12.5时,用(NH4)2CO3作沉淀剂,制备了Zn2+掺杂的In2O3微粉。研究了Zn2+掺杂量对In2O3气敏元件电导和气敏性能的影响。结果发现,ZnO与In2O3可形成有限固溶体In2-xZnxO3(0≤x≤0.10);In1.95Zn0.05O3气敏元件在223℃工作温度下,对浓度为4.5×10–7mol/L的C2H5OH的灵敏度高达174.4,且选择性也好。     

SO4^2—掺杂对YFeO3电导和气敏性能的影响

用浸泡震荡分散法制备了ＹＦｅＯ３掺ＳＯ４＾２－半导体气敏材料,并对其电志和气敏性能进行了研究。结果表明：ＳＯ４＾２－的掺入改变了ｐ型ＹＦｅＯ３,半遐体材料的导电性能;少量ＳＯ４＾２－（≈１％）的存在,能提高材料的比表面积和表面吸附氧Ｏ２＾ｎ－数量,２５７℃下对乙醇有较好的选择性和灵敏度。有望开发为一类新型酒敏元件。     

磁控反应溅射SnO2薄膜的气敏特性研究

为研究SnO2薄膜的气敏特性,采用直流磁控反应溅射法制备了SnO2薄膜。探讨和分析了SnO2薄膜气敏元件的敏感机理。对SnO2薄膜的电阻和灵敏度的测试以及对实验结果的分析表明:SnO2薄膜厚度在150~400nm为宜,一般膜厚在250nm时较为敏感。在SnO2薄膜中掺入Pd、Pt、Ag等微量杂质可大大提高SnO2薄膜气敏元件的灵敏度,且使灵敏度的峰值向低温方向移动,增强了对H2、CO和C2H5OH等可燃气体的选择性、响应时间由3min缩短到0.5s以下。     

sol-gel法制备镉掺杂铁酸镧气敏材料

研究了气敏材料的制备条件、相组成、电导和气敏性能。结果表明:固溶体La1–xCdxFeO3(0≤x≤0.15)呈典型的p型半导体。270℃操作温度下,掺杂x(Cd2+)为25%的LaFeO3材料(700℃下热处理4h)对浓度为4.5×10–5mol·dm–3的C2H5OH的灵敏度达81.5。有望开发为一类新型的酒敏传感器。     

SnO2纳米棒的制备及其气敏特性研究

利用室温固相反应方法,合成了SnO2纳米颗粒前驱物。在NaCl+KCl熔盐介质中,于660℃下焙烧前驱物,合成了SnO2纳米棒。利用TEM、XRD和XPS对SnO2纳米棒形貌、成分进行了表征和分析。结果表明,SnO2纳米棒直径为20~30nm,长度从几百纳米到几微米。以SnO2纳米棒为原料,制备了厚膜气敏元件,在工作温度为300℃左右时,元件对乙醇具有较高的灵敏度、好的选择性和响应恢复特性。