基于SnO2/石墨烯异质结NO2气敏传感器

采用滴涂法和真空退火将纳米二氧化锡负载在单层石墨烯上,制备了SnO2/石墨烯异质结材料,进行拉曼光谱材料表征,研究了SnO2/石墨烯异质结对NO2的气敏特性。结果表明,SnO2/石墨烯异质结相对本征石墨烯在低NO2气体体积分数下灵敏度提升,解吸附时间短,NO2气体体积分数为10×10-6时,0.3mg/mlSnO2纳米溶液/石墨烯异质结传感器比单层石墨烯灵敏度提升近4倍,解吸附时间缩短近9倍。     

基于13X型沸石分子筛的类神经毒气传感器

研制了基于13X型分子筛阻抗型气体传感器,探测了神经类毒气沙林的相似物甲基磷酸二甲脂(DMMP)。通过交流电压对传感器进行激励,得到其交流阻抗谱的变化,从而实现对不同体积分数DMMP的检测。对0.2×10-6,0.4×10-6和1×10-6DMMP气体分别进行了检测,在1×10-6时(频率为0.01 Hz)电阻的相对变化可达13.2%;同时,分别采用13X型和Cu-β型分子筛作为敏感膜对1×10-6DMMP,100×10-6CO2和饱和蒸汽压下的乙醇气体进行了选择性比较实验。实验表明:基于13X型分子筛膜传感器对DMMP的探测有较好的灵敏度和选择性。     

MEMS红外光源及应用

针对传统红外光源需要另加调制部件,使得传感体系价高和笨重的不足,利用微电子工艺研制了一种用于便携式非扩散红外气体传感器的电调制红外光源,并对其辐射特性进行了测试。将光源应用于自行搭建的小型红外吸收气体传感系统中,对不同气体体积分数的CO2和SO2气体进行探测,测量精度分别达到20×10-6和50×10-6气体体积分数。重复测量偏差在10%之内,且光源辐射性能稳定,可用于多组分气体探测。     

基于SnO_2传感器对液化石油气的动态检测

采用SnO2 传感器对家用液化石油气进行动态检测。介绍了整套实验装置及具体的实验操作过程;对实验结果进行分析,表明动态检测方法可以明显地提高SnO2 传感器的选择性,检测下限为10-7 mol/L,检测上限为 5×10-6 mol/L,检测准确度为 0. 2×10-7 mol/L。     

SnO_2-ZnO复合膜特性研究

用真空蒸发的方法,在1.33×10-3Pa的真空中,蒸发SnO2,ZnO获得超微粒结构的SnO2-ZnO复合膜。当复合膜中ZnO质量分数为20%时,SnO2-ZnO复合膜对乙醇气体的灵敏度为40,膜的方电阻值也较低,为0.01×103Ω/□。复合膜经热处理后,其电学性能也得到改善,当温度t=600℃时,ZnO质量分数为20%的SnO2-ZnO复合膜热处理后,其膜对乙醇气体有较高的选择性,灵敏度为60。当t=400℃时,对掺有Sb2O5质量分数为450×10-6,ZnO质量分数为20%的SnO2-ZnO复合膜进行热处理,其方电阻仅为0.003×103Ω/□,具有优良的导电性能。     

PdO修饰的SnO2纳米球的制备及其气敏特性研究

通过溶剂热法和退火处理制备了不同浓度(0 mol％,2 mol％,5 mol％,10 mol％)PdO修饰的SnO2纳米球.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对材料的物相、元素种类和形貌进行了表征,并制成气敏元件,对氢气(H2)进行气敏测试.实验结果表明:5 mol％PdO修饰的SnO2纳米球气体传感器最佳工作温度为175℃,其对100×10-6氢气灵敏度达到19,是纯的SnO2纳米球的灵敏度的3倍.最后,对PdO修饰氧化锡纳米球气体传感器气敏机理进行了分析讨论.     

半导体乙醇传感器的湿度影响与氧化铌的应用

详细考察了湿度对SnO2系半导体乙醇传感器的影响,实验表明:环境湿度会使三价金属氧化物掺杂的SnO2半导体材料灵敏度下降,其中以氧化镧掺杂的SnO2系乙醇传感器衰减严重,在相对湿度90%RH(25℃)的环境中3×10-4体积分数的乙醇信号衰减率达到30%~40%,这种现象同样存在与In2O3和A l2O3掺杂体系的传感器上。以Nb2O5为掺杂剂的传感器体系湿度引起的灵敏度衰减轻微,用1.5%Nb2O5和0.5%La2O3配合使用的掺杂剂湿度影响较小,同时,传感器对乙醇灵敏度和选择性较好。     

基于纳米分子筛敏感膜类神经毒气传感器

研究了ZSM5分子筛膜对神经类毒剂沙林的相似物甲基磷酸二甲脂的敏感特性,并结合高灵敏的石英谐振微天平(QCM)研制了甲基磷酸二甲脂气体传感器。测试甲基磷酸二甲脂气体的体积分数分别为10-6,5×10-6,20×10-6的气体。研究表明:基于ZSM5纳米分子筛膜的传感器的检测灵敏度高,对气体体积分数为10-6甲基磷酸二甲脂气体的检测灵敏度为60Hz/10-6,比半致死浓时积低;传感器的响应与脱附时间较快,对气体体积分数为10-6甲基磷酸二甲脂气体的响应与脱附时间均为100s;对同体积分数丙酮气体进行了频率响应测试,对传感器的选择性进行验证。还研究了ZSM5分子筛对甲基磷酸二甲脂气体的脱附再生条件,发现经过200℃脱附,分子筛的再生能力可以得到较好的恢复.     

一种高性能SiO2-SnO2氢气传感器

本文通过溶胶-凝胶法制备了介孔SiO2粉体,比表面积为1 148.02 m2/g,孔径约2.7 nm。通过丝网印刷的方法在SnO2气体传感器表面制备了介孔SiO2改性层,研究了改性层厚度对其气敏性能的影响。通过对500×10^-6和1 000×10^-6氢气、10×10^-6乙醇、10×10^-6丙酮和10×10^-6苯的测量,改性层对乙醇和丙酮的响应有抑制作用,对氢气的响应有显著的提高。当SiO2改性层厚度为15μm时,在250℃下,对1 000×10^-6氢气的响应值相对改性前传感器最大可提高到6.35倍。本文同时对选择性提高的机理进行了探讨。     

基于电子鼻的空气中可挥发有机物定量分析

采用6只不同掺杂的纳米ZnO气体传感器组成的电子鼻实现了空气中乙醇、丙酮、苯的定量分析。对比了多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)、人工神经网络(ANN)等不同算法在本实验中的应用,其体积分数平均标准误差分别为16.71×10-6,34.183×10-6,7.242×10-6。基于非线性函数映射的ANN算法具有最佳定量精度。研究表明:电子鼻在可挥发有机物(VOCs)定量分析中有潜在的应用前景。     

铁掺杂In2O3纳米粉体及其气敏性能研究

对 In2O3 粉体进行 Fe 掺杂,采用水热法合成了In2O3 粉体.通过 X 射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)等手段对粉体的物相、形貌、粒度等进行表征.TEM 图表明:质量分数为7 %Fe 掺杂的样品为均匀排列的棒,长度约为 300～500nm,宽度约 20 nm.对样品进行气敏性能...     

掺杂Au改善SnO2甲苯气敏元件性能的研究

SnO2掺杂Au,WO3,La制备了纳米材料,采用丝网印刷方法获得平面厚膜型甲苯气敏元件,通过测量材料的气敏特性和复阻抗谱,探讨了掺杂对元件的灵敏度、选择性和响应速度的影响。结果表明：Au掺杂能极大地提高元件对甲苯的灵敏度,在体积分数为100×10^-6甲苯气氛中灵敏度达35,元件的响应时间约为20s,恢复时间约为10s,对乙醇、甲醛、丙酮和苯气氛有良好的选择性。复阻抗分析说明对甲苯气氛的灵敏度来源于晶界电阻和晶界电容的变化。灵敏度提高与掺Au有效地改善了界面的氧吸附效应有关。     

中国微米纳米 花状Au-SnO2复合材料的制备及其对甲醛气敏性能的研究

利用水热法合成了花状SnO2微米材料,并以它作为基体,对其进行Au纳米颗粒修饰,得到了花状Au-SnO2复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)分析等表征手段对所制备的Au-SnO2复合材料进行了表征分析,结果表明,这种花状结构的材料是由厚度为30 nm～60 nm的SnO2纳米片自组装而成,其尺寸为1 μm～2 μm.同时,我们用花状SnO2和Au修饰的花状SnO2复合材料对1×10-6～500×10-6的甲醛进行了气敏性能测试.结果表明,通过Au修饰,花状SnO2对甲醛的气敏性能有了极大的提高.当甲醛浓度为200×10-6时,其灵敏度(Ra/Rg)约为120,是花状SnO2敏感材料的8倍,表现出很高的响应.另外,由Au修饰的花状SnO2复合材料制成的敏感元件对甲醛表现出良好的选择性.这可能归因于Au纳米颗粒高效的催化活性促进了甲醛气体的扩散和O2的吸附,从而使其表现出更加优异的气敏性能.     

稀土La掺杂SnO_2薄膜气敏特性

用真空热蒸发两步法在玻璃衬底制备SnO2和La掺杂SnO2薄膜。研究氧化、热处理工艺和La掺杂含量对SnO2薄膜结构、气敏特性的影响。结果显示:经T=550℃,t=45 min氧化、热处理后,得到n型金红石结构SnO2薄膜。适当掺La可改善SnO2薄膜结晶状况,掺La后SnO2薄膜对气体的选择性和灵敏性均得到明显的改善,在气体体积分数为1×10-2时,掺La(5%)的SnO2薄膜对乙醇的灵敏度为12;掺La(3%)的SnO薄膜对丙酮的灵敏度可达到14。     

四烷氧基酞菁铜(Ⅱ)旋涂膜的气敏特性

设计合成了可溶性的四 a (2.2.4 三甲基 3 戊氧基)酞菁铜(C64H80N8O4Cu),利用旋涂技术制备了四 a (2.2.4 三甲基 3 戊氧基)酞菁铜旋涂膜,研究了配合物旋涂膜的红外光谱、电子吸收光谱、对NO2和乙醇蒸汽的敏感特性以及气敏机理。结果表明:可溶性的四 a (2.2.4 三甲基 3 戊氧基)酞菁铜可制得较理想的旋涂膜,与溶液相比较旋涂膜的电子吸收光谱明显变宽,且Q带的2个吸收峰分别红移了16nm和12nm。室温下配合物旋涂膜对较低体积分数NO2呈现出良好的气敏性,在NO2为1.0～5.0×10-6体积分数范围内表现出较好的线性关系,而薄膜对乙醇蒸汽响应的体积分数为3.0×10-5。动力学研究表明:四 a (2.2.4 三甲基 3 戊氧基)酞菁铜旋涂膜对气体的吸附和脱附分2个过程完成。     

对超低浓度甲烷具有高气敏性的自组装型SnO2纳米棒气敏传感器

通过热蒸发SnO2和活性炭的混合粉末的自组装方式直接在Cr-Au梳状交叉电极上制备了一层SnO2纳米棒气敏层,从而研制出了SnO2纳米棒气敏传感器,经测试,发现此传感器对于浓度范围为2～5ppm的甲烷具有非常好的探测灵敏度,继而从气敏机制、自组装制备方式、SnO2纳米棒的比表面特性及SnO2纳米棒的尺度低于得拜长度等角度解释了此传感器对甲烷具有高气敏性的原因。     

ZnSnO_3纳米粉体的制备及气敏特性

以Sn粒和Zn粒为原料,在柠檬酸体系中,用溶胶—凝胶法合成了纳米ZnSnO3粉体。用XRD,TEM对产物的组成、粒径大小、形貌进行了表征。结果表明:产物为平均粒径10 nm左右的圆球形颗粒。采用静态配气法测试了不同烧结温度下材料对还原性气体的气敏性能,发现元件对乙醇、丙酮和H2S气体均有良好的检测性能。特别是煅烧温度在600℃的纳米ZnSnO3材料在最佳工作温度为360℃时对体积分数为50×10-6的丙酮的电阻比值达69,响应—恢复特性良好,响应时间和恢复时间分别为10 s和5 s。