SnO_2/RGO复合材料的制备与气敏性能研究

以五水四氯化锡、氧化石墨为主要原料,氨水为沉淀剂,采用水热法一步成功合成了二氧化锡/还原氧化石墨烯(SnO_2/RGO)复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和氮气吸附脱附仪(BET)对样品的结构和形貌进行了表征,并讨论了温度、乙醇浓度等因素对材料气敏性能的影响。结果表明,SnO_2/RGO复合材料具有致密三维结构和较高的比表面积(175.83 m~2/g)。SnO_2/RGO气敏元件对乙醇的气敏性能最好,在最佳工作温度为280℃时,对100 ppm乙醇的灵敏度达到20.6,比SnO_2的灵敏度(8.5)提高了1倍。     

La掺杂SnO_2材料的制备及其对乙醇敏感性能研究

利用水热法分别制备了SnO_2和La掺杂SnO_2粉末样品。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和智能气敏分析系统对其结构、形貌以及对乙醇气体的敏感性能进行了表征。结果表明,所制备的粉末样品均呈四方石结构,La的掺入未改变SnO_2的晶体结构;此外,La的掺入无新相出现但使颗粒出现了团聚现象。掺入La的样品极大地提高了对乙醇气体的敏感性能,且灵敏度随着乙醇浓度的增加而增加。     

氧化锌的合成、结构表征与气敏性能研究

以锌粉为原料,采用燃烧法合成六方晶系氧化锌。采用X射线衍射仪对ZnO样品进行了结构表征。对样品的气敏元件进行了在甲醇、乙醇、丙酮气体中的气敏性能测试,该类元件属于金属氧化物半导体气敏元件。对浓度范围为5～200 mg/kg的甲醇、乙醇、丙酮气体测试表明,所有气敏元件在相同工作电压下对乙醇的灵敏度大于其他气体。该气敏元件对甲醇、乙醇、丙酮气体具有较好的气敏性能,并且具有很短的响应时间。     

水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料及其气敏性能

采用水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱分析(EDS)对所得样品的物相、形貌及元素成分进行表征,并将其制成气敏元件,进行气敏性能测试。结果发现,在工作温度350℃时,元件对丙酮气体具有较好的响应敏感性,对丙酮气体的灵敏度与丙酮气体浓度呈线性关系,响应和恢复时间分别为10 s和110 s。此外,对可能的气敏机理进行探讨。     

水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料及其气敏性能

采用水热法合成花球状Co掺杂SnO_2纳米材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带能谱分析(EDS)对所得样品的物相、形貌及元素成分进行表征,并将其制成气敏元件,进行气敏性能测试。结果发现,在工作温度350℃时,元件对丙酮气体具有较好的响应敏感性,对丙酮气体的灵敏度与丙酮气体浓度呈线性关系,响应和恢复时间分别为10 s和110 s。此外,对可能的气敏机理进行探讨。     

花状SnO_2纳米粉体的制备与气敏性能

由于纳米颗粒形貌对其气敏性具有重要的影响,本文采用水热法制备了SnO_2纳米粉体,考察了溶液pH值、水热反应温度、时间以及表面活性剂对SnO_2粉体晶相结构及形貌的影响,通过XRD和SEM对其物相结构及微观形貌进行分析。结果表明:当溶液pH值为4,水热反应温度为220℃、时间为12 h时最佳,制备的金红石型SnO_2纳米颗粒呈现花状生长,由平均直径为40 nm,长度约为100nm的纳米棒组成,而添加表面活性剂则可以改变SnO_2纳米棒聚集生长的形貌。花状SnO_2颗粒制备的气敏元件在300℃下对70μL·L-1的乙醇气体的灵敏度为6.5,响应-恢复时间为2s和20s。     

纳米SnO_2粉体的水热法制备及其气敏性研究

以SnCl_4·5H_2O为前驱体,氨水为沉淀剂,利用水热法制备了超细纳米SnO_2粉体。研究了溶液pH值和水热温度对SnO_2粉体粒径的影响。XRD结果表明SnO_2晶粒尺寸范围为3.8~8.8 nm。制备纳米SnO_2的最佳工艺条件为:水热温度180℃,溶液pH值为8,反应时间6 h。纳米粉体对乙醇的气敏性检测表明,制备的纳米SnO_2材料对微量、低浓度的乙醇气体有较好的灵敏度。     

α-氧化铁纳米花的合成、表征与气敏性能研究

以硝酸铁、草酸和尿素为原料,采用水热合成法制备了具有花状结构的α-氧化铁,通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征,采用HW-30A气敏元件测试系统测试其对乙醇的气敏传感性能。结果显示:合成的纳米花状α-氧化铁具有较好的结晶质量,对乙醇气体有着较高的传感灵敏度。该材料在传感领域有着潜在的应用前景。     

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。     

基于化学掺杂SnO2的氢泄漏传感器的研制

主要研究了掺杂过渡金属(Mn、Co)的SnO_2纳米晶样品(半导体金属氧化物)的合成及其对氢气的敏感特性。该样品采用溶胶凝胶法制备,随后经过微波辐射进行合成处理。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表征方法证实,样品晶粒平均尺寸随掺杂过渡金属浓度的增加而减小;通过实验研究样品在不同温度和浓度下对H2的信号响应,评估采用这种纳米材料作为敏感材料的氢气传感器性能。同时研究了上述传感器对潜在干扰气体一氧化碳(CO)的选择性。结果表明,Co在提高SnO_2纳米晶粒的传感性能方面比纯SnO_2和掺杂了锰的SnO_2更有效,这使得在250℃工作温度下,氢泄漏传感器具有优异的响应性、选择性和再现性。     

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。     

ZnO/SnS_2复合物的NO_2气敏性能

采用沉淀法合成了具有NO_2气敏性能的ZnO/SnS_2系列复合物。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及透射电子显微镜等测试手段对ZnO/SnS_2系列复合物进行了表征,采用静态配气法对其气敏性能进行了测试,研究了ZnO含量、工作温度、NO_2浓度等对NO_2气敏特性的影响。结果表明:加入质量分数为1%和2%的ZnO,可以有效提高Sn S2的气敏性能,其中1%ZnO/SnS_2样品对NO_2气体的灵敏度最高,相对于Cl2、SO_2等其他7种测试气体,该样品对NO_2气体具有更高的响应,其对体积浓度10×10-6的NO_2气体响应和恢复时间分别仅需7 s和49 s。这主要是由于ZnO与SnS_2之间形成异质结,有效增加了电子流动所致。     

基于氧化石墨烯/氧化锌复合材料的乙醇气体传感器

为探讨氧化石墨烯复合材料的气敏性,以氧化石墨烯(GOs)、乙酸锌(C4H6O4Zn)、尿素(CO(NH_2)_2)为主要原料,采用水热法制备GOs/ZnO复合材料并研究其对乙醇气体的敏感性。以乙酸锌、尿素及GOs为原料,在无水乙醇体系中合成ZnO含量不同的GOs/ZnO复合材料,并对其进行XRD、SEM及FTIR表征及气敏性能的测试,研究讨论了温度、ZnO含量、乙醇浓度等各因素对复合材料敏感性的影响。结果表明,在工作温度为60℃时,氧化石墨烯/ZnO(ZnO含量为15%)具有乙醇最佳的气敏响应,显示了良好的气体敏感性,且GOs/ZnC复合材料有良好的长期使用性,可以用于检测乙醇的气体浓度。     

氧化铟/氧化铬异质材料的制备及其高气敏响应性能研究

通过微波反应法合成了MIL-68(In),并将MIL-68(In)与氯化铬(CrCl3)以不同质量比进行掺混,通过固相反应法制备了氧化铬与氧化铟共烧结产物,并研究了其气敏特性。实验结果表明,铬元素的存在明显提高了氧化铟的气敏特性。其中MIL-68(In)与氯化铬混合质量比为10∶1.5时所获共烧结样品最佳,对体积分数为2×10~(-4)的乙醇响应值从纯氧化铟的15.8提高到30.3,而对体积分数为5×10~(-4)的乙醇响应值达到了46.4。该样品对乙醇气体的响应值远高于丙酮、甲苯、一氧化碳与甲烷,具有良好的选择性。最后,从表面耗尽层机制与化学机制两方面对样品的高气敏性能机理进行了分析讨论。     

WO_3粉体的溶胶-凝胶合成法与气敏性能

以有机溶剂为诱导剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米WO3粉体,使用XRD进行了结构表征。结果表明,合成的WO3粉体为正交相。用该粉体制成厚膜型旁热式气敏元件,测试结果发现：在工作电压为5V时,气敏元件对甲醇、乙醇等还原性气体具有较高的灵敏度,可以检测体积分数低至5×10-4%的甲醇、乙醇。可望用于制备对甲醇气体的体积分数进行测定的价廉的气敏元件。     

水热法合成纳米氧化钨及其气敏性能研究

纳米材料是当今社会科研工作者的研究热点,而水热法是一种合成纳米材料的简易方法,本文主要研究以对硝基苯甲酸和硫脲为辅助剂,合成的球状和棒状形貌的纳米三氧化钨的性能。通过X-射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对样品进行表征。同时对其气敏性能进行了测试,旨在探究不同形貌及辅助剂对气敏性能的影响,结果表明其对于还原性气体具有较高的灵敏性。     

固相合成CuFe2O4及其气敏性能

以无机盐为原料,采用低热固相化学反应法合成了尖晶石型复合氧化物CuFe2O4的前驱体,通过不同温度煅烧,最后得到尖晶石复合氧化物CuFe2O4.用X射线衍射和透射电镜对合成产物进行了表征.结果表明:煅烧温度对尖晶石结构的形成有较明显的影响,当温度达到800℃时固相反应完全.合成材料的尺寸约为50 nm,但由于铁酸盐有磁性而存在轻微团聚.将样品制成旁热式气敏元件,气敏测试结果表明:元件在较低的工作温度时,对H2S气体具有较高的灵敏度和选择性,对体积分数为25×10-6的H2S气体的灵敏度接近9.     

水热法制备纳米SnO_2及其气敏性能

以SnCl4·5H2O和氨水为原料、水和乙醇的混合溶液为溶剂,采用水热法制备纳米SnO2。利用粉末X射线衍射、透射电子显微镜和紫外--可见吸收光谱对纳米SnO2样品进行了表征。结果表明:纳米SnO2为金红石结构,晶粒尺寸在2.8~5.3nm,平均晶粒尺寸为3.5nm,颗粒大小均匀、分散性好。进一步制备SnO2气敏元件并评价其气敏性能,发现纳米SnO2样品对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度、很好的选择性和快速响应--恢复时间等优越的气敏特性。     

喷雾燃烧制备SnO2纳米棒及其气敏性能

采用喷雾燃烧法制备SnO2纳米棒,对其形貌和结构进行了表征. 所制SnO2纳米棒长200~350 nm,直径30~50 nm,沿(001)方向生长. 考察了Fe掺杂量和Sn4+浓度对SnO2纳米棒形貌的影响,分析了其生长机理. 高温快速反应使Fe3+进入SnO2晶格,促使其沿(001)方向取向生长. 对乙醇等有机气体的气敏性能测试结果表明,棒状SnO2比颗粒状的具有更优的气敏性能,在100′10-6(j)乙醇浓度下,棒状SnO2的灵敏度为12,反应和恢复时间分别为9.5和6 s.