In_2O_3纳米陶瓷纤维无纺布的静电纺丝制备及气敏特性研究

采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了直径20~60 nm的超细氧化铟(In2O3)纳米陶瓷纤维及纳米陶瓷纤维无纺布。采用XRD,IR,SEM,HR-TEM,TGA等分析方法对纳米纤维的形貌和显微结构进行了表征,并研究了其气敏特性。由700℃下煅烧的该超细In2O3纳米纤维所制备的气敏元件具有较好的反应和选择性,对甲醛气体表现出较快的响应和恢复速度。     

氧化铟纳米棒的气敏特性

以非离子表面活性剂烷基苯酚聚氧乙烯醚OP-10为形貌控制剂合成In2O3纳米棒.用热重-差示扫描量热法、X射线衍射和透射电镜对In2O3纳米棒的热分解过程、晶体结构和微观形貌进行表征.对纳米棒制得的气敏元件进行气敏性能测试,同时用扫描电子显微镜及比表面积和孔隙度分析仪对元件的表面形貌和材料的介孔结构进行了分析.结果表明:制得的In2O3为立方晶型的纳米棒,直径约20 nm,长度约120 nm.与In2O3纳米颗粒气敏性能相比,In2O3 纳米棒对三甲胺具有更高的灵敏度和选择性.用In2O3纳米棒制的气敏元件对三甲胺在一定的浓度范围内的灵敏度与浓度呈现良好的双对数线性关系.棒状材料中形成的大量介孔对气敏性能的提高有着重要的作用.     

溶胶–凝胶法制备碳纳米管-In_2O_3纳米复合材料及其气敏性

以碳纳米管（carbon nanotubes,CNT）为模板,在超声波辅助条件下,利用溶胶–凝胶法合成CNT–In2O3纳米复合粉体,用该复合粉体制备CNT–In2O3气敏元件。借助X射线衍射、透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和能量色散谱仪对产物进行表征,研究了CNT–In2O3气敏元件的气敏性。结果表明：CNT–In2O3纳米复合粉体是一种由In2O3纳米颗粒均匀包裹在直径约为20～30nm的碳纳米管上的纳米复合材料。CNT–In2O3气敏元件在低温对NO2有较高的灵敏度,该元件对NO2的灵敏度高于纯In2O。当CNT和InC13·4H2O的摩尔比为3：10时,CNT–In2O3气敏元件对NO2的灵敏度最大,且灵敏度随NO2浓度的增大而增大。该气敏元件在200℃时对NO2的响应时间为10s,恢复时间为70s。     

氧化铟纳米粉体的微乳液合成及其气敏特性

用微乳液法合成了纳米In2O3粉体,浸渍法制备了5％(in mass)La2O3掺杂In2O3。利用X射线衍射、透射电镜对合成产物进行了结构表征。采用静态配气法对氧化铟气敏元件的气敏特性进行了测试。结果表明：微乳液法合成的氧化铟经600℃,5h煅烧后,颗粒尺寸约为30nm,且分布均匀。氧化铟气敏元件对汽油、酒精、甲醛等有机蒸气具有较高的检测灵敏度,但选择性不好。氧化镧掺杂后,不同温度工作时,氧化铟分别对汽油、酒精有较好的选择性,且响应恢复快。     

（急）In2O3-CuO的制备及其光活化下的室温甲醛气敏性能

以InCl3.4H2O和Cu(NO3)2.3H2O为原料,尿素为沉淀剂,采用水热法制备In2O3-CuO复合材料。通过微观结构表征和宏观气敏特性相关联,探究紫外光活化In2O3-CuO复合材料的气敏性能与传感机制。研究结果表明,In2O3-CuO复合材料在375 nm 紫外光照射室温（25℃）条件下对50 ppm甲醛气体的灵敏度为298,与纯In2O3（2.4）相比灵敏度提高124倍,气敏性能的巨大提升归因于In2O3与CuO形成的p-n异质结,协同光活化条件下异质结界面产生的光生电子-空穴与氧物种（O2和O2-）间建立了氧的光活化吸附－解吸循环,使得室温下材料的气体吸附－解吸过程和表面反应增强。为光敏材料的应用和室温气体传感材料的设计提供了新的策略。     

静电纺丝法合成Fe掺杂一维NiO纳米纤维及其丙酮气敏性能的研究

采用静电纺丝工艺制备出不同Fe掺杂比例的一维NiO纳米纤维粉体。研究了不同Fe元素掺杂对一维NiO纳米纤维粉体的微观形貌、结构以及丙酮气敏性能的影响，测试结果表明：当Fe元素掺杂浓度较低时，Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体晶体结构未发生变化，均为立方相结构。不同比例Fe元素掺杂NiO粉体均具有良好的一维形貌。与一维NiO纳米纤维纳气敏性能相比，Fe掺杂Ni O纳米纤维粉体的最佳气敏工作温度更低，灵敏度更高，气体选择性相应更好，当Fe元素掺杂量为4%时，一维NiO纳米纤维材料对丙酮气体具有最佳的气敏特性。工作温度为300℃时，纳米纤维对100 ppm丙酮气体灵敏度达到23.2，随着丙酮气体浓度增加，Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体的气敏响应灵敏度呈上升趋势。一维NiO纳米纤维气敏性能的改善可归因于Fe元素掺杂促使NiO粉体的缺陷增多，可以为气敏反应提供更多的反应点，从而提高了其气敏性能。     

SiO_2气凝胶复合块体材料质轻绝热

厦门大学材料学院优选出添加粘结剂、红外遮光剂和纤维骨架,采用常压干燥技术成功制备出优质SiO2(二氧化硅)气凝胶复合绝热块体材料.该材料为陶瓷纤维增强的纳米孔、微孔SiO2     

纳米Fe2O3的制备与气敏性质的研究

报道了纳米氧化铁的制备工艺，采用沉淀法、溶胶凝胶法制备了纳米α-Fe2O3、γ-Fe2O3粉体，用热重－差热分析（TG－DTA）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和二次粒度分布对粒子进行表征，并制作了气体敏感元件。讨论了纳米氧化铁的制备工艺对气敏性质的影响。     

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。     

水热法制备ZrO_2纳米微晶及对乙醇和丁烷气敏性研究

用水热法制备 Zr O2 纳米微晶的平均尺寸为直径 5 nm,长 7.5 nm。由 X射线衍射确认晶相为单斜相。并对其形状和大小进行了透射电镜和激光散射分析 ,结果表明 Zr O2 纳米粒子在水溶液中存在软团聚 ,团聚体平均尺寸约 90 nm。着重研究了 Zr O2 纳米微晶对乙醇及丁烷的气敏性能 ,结果表明用纳米级 Zr O2 粒子制备的气敏元件对乙醇和丁烷有好的气敏性。并且随着纳米粒子尺寸降低 ,对气体敏感性增强     

液相沉淀法制备In2O3纳米粉

以无机盐为原料,采用液相沉淀法制备纳米In2O3粉体,研究了沉淀反应条件及沉淀后处理等对纳米In2O3粉体质量的影响.利用TG-DSC,FT-IR,XRD,SEM和EDS等分析手段对所制纳米In2O3粉体的结构、粒度、形貌、成分等进行了表征.结果表明:该法制备的In2O3纳米粉具有立方晶系结构、纯度较高、颗粒均匀呈球形、分散性良好、平均粒径为80 nm左右.     

Fe掺杂ZnO纳米纤维的制备及其乙炔气敏性能的研究

采用静电纺丝法制备了Fe掺杂ZnO纳米纤维,研究了不同浓度Fe掺杂对ZnO纳米纤维的形貌、晶体结构及乙炔气敏性能的影响。结果表明:Fe掺杂对其结构及形貌未产生影响,Fe掺杂明显提高了ZnO纳米纤维的气敏性能,Fe掺杂量为6%的ZnO纳米纤维对乙炔气体具有最佳的气敏特性,工作温度为300℃时,粉体对1000 ppm HCHO气体灵敏度达到74.61,随着乙炔气体浓度增大,Fe掺杂ZnO纳米纤维粉体的灵敏度呈上升趋势。这主要是由于Fe元素掺杂使ZnO的缺陷增多,为气敏反应提供更多的活化点,从而提高了气敏性能。     

MgFe2O4纳米复合氧化物的制备和气敏性能

用反滴定化学共沉淀法制备了纳米尺寸尖晶石型的复合金属氧化物MgFe2O4粉体.用X射线粉末衍射分析、透射电镜等手段研究了其结构特性.MgFe2O4粉体颗粒均匀,700℃煅烧1 h粉体平均粒径约为20 nm.研究表明煅烧温度对材料的结构及性能有较大的影响.以MgFe2O4纳米粉体为原料制备了旁热式气敏元件,测试了元件的敏感特性和响应恢复特性.结果显示,MgFe2O4是一种良好的n型半导体气敏材料,700℃煅烧1 h所得纳米粉体制作的元件在300℃工作温度时对CH3COCH3有较高灵敏度和良好的选择性,对体积分数为1 000×10-6的CH3COCH3的灵敏度可达36.87.并对气敏机理给予了解释.     

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。     

有机凝胶前驱体转化法制备CoFe2O4-BaTiO3纳米复合纤维

铁磁-铁电复合纤维是一种新型功能陶瓷纤维材料,可潜在地用于磁、电能量转换.以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶前驱体转化法制备了xCoFe2O4-(1-x)BaTiO3(x=0.2,0.3,0.4,0.5)纳米复合纤维.利用红外光谱、热重-差热分析,X射线衍射、扫描电子显微镜和振动样品磁强计等对纤维前驱体凝胶的结构、热分解过程及热处理产物组成、形貌和磁性能进行表征.研究表明:所制得的复合纤维直径细小、均匀、致密,最小直径达到1μm,长径比可达1×105.随着焙烧温度从900℃升高到1180℃,复合纤维中BaTiO3和CoFe2O4平均晶粒尺寸为20～70nm.xCoFe2O4-(1-x)BaTiO3纳米复合纤维的饱和磁化强度Ms与CoFe2O4在复合纤维中所占的摩尔分数x之间存在线性关系.     

PdO表面催化改性WO_3纳米颗粒对丙酮的气敏性能

采用酸化法制备了WO_3纳米颗粒,利用丝网印刷技术制作了厚膜型气敏传感器件,并用动态配气法分析了低浓度丙酮气体的气敏响应特性。结果表明:酸化法制备的WO_3纳米颗粒为比表面积约10m~2/g的纳米片状结构,对低浓度的丙酮气体响应较弱。为提升其对丙酮的气敏响应能力,采用浸渍法在WO_3纳米颗粒表面负载了PdO。结果表明:PdO负载后的WO_3对丙酮气敏响应值提高了约5倍,对1.5×10~(-6)的丙酮气体的响应可达3.65,即少量的PdO负载(1.0%)会显著提高WO_3对丙酮的气敏特性。对丙酮气敏响应机理研究表明,表面吸附氧及由PdO表面催化修饰的晶格氧共同影响PdO-WO_3气敏传感器的性能。     

有机金属先驱体分解制备铟和氧化铟纳米颗粒

介绍了有机金属先驱体In(η5-C5H5)分解制备铟(In)和氧化铟(In2O3)纳米颗粒的实验方法,并利用透射电子显微镜(TEM)观察制备的In和In2O3纳米颗粒的微观结构.     

聚噻吩/WO_3纳米复合材料的制备及气敏性能研究

采用化学氧化聚合法制备出了不同聚噻吩(PTh)掺杂量的PTh/WO3纳米复合材料进行制备,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对PTh/WO3纳米复合材料的晶体结构和形貌进行了表征;并研究了PTh/WO3纳米复合材料制备的气敏元件对H2S气体气敏性能。结果表明:PTh/WO3纳米复合材料对H2S气体具有较高的灵敏度,用PTh质量分数为50%的复合材料制成的气敏元件在工作温度为60℃时,对500×10-6的H2S灵敏度达到98,且具有较快的响应与恢复时间。     

纳米氧化锡粉体的制备及其表征

以廉价的无机盐SnCl4·5H2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备出粒度均匀的超细SnO2粉体,考察了制备工艺对纳米SnO2粉体大小及分散状态的影响,并用BET、XRD、TEM等技术对SnO2纳米粒子进行了表征.实验结果表明:采用NH3·H2O作为沉淀剂,控制反应终点pH为2.5,500℃焙烧3h,可制备颗粒尺寸约10nm的SnO2超细粉体.     

溶胶-凝胶法制备氧化铝掺杂的多晶氧化锆纤维

采用溶胶-凝胶法用无水氯化铝、碱式碳酸锆、醋酸钇等原料合成了Al-Y-TZP多晶陶瓷连续纤维。通过分析FT-IR测试证明制备出的前驱体纤维是多晶连续纤维,对XRD图像分析,并结合EDS能谱分析,推测出Al2O3的存在于Zr O2晶粒之间。初步研究了高温煅烧后陶瓷纤维的微观结构变化,证明了Al2O3的加入对Y-TZP陶瓷纤维的晶粒长大有抑制作用,对改善纤维性能有很大的帮助。Al2O3的引入可以在一定程度上改善纤维的力学性能,最大抗拉强度可以达到1.2 GPa,这使纤维的应用范围进一步的扩大。