纳米Pt/ZnO异质结构的制备及其气敏性能

三乙胺（TEA）作为挥发性有机化合物（VOCs）的一种重要组成，会对人体和环境造成严重的危害，因此检测三乙胺具有十分重要的意义。然而目前三乙胺实际检测存在高成本和操作耗时的问题，因此迫切需要一种制备简单以及便于监测和检测三乙胺的方法。本文采用水热法设计合成了半导体氧化物Pt/ZnO异质结构，并对其气敏性能进行了系统研究。用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、BET氮吸附、紫外-可见光光谱（UV-vis）和X射线光电子能谱（XPS）分别表征了样品的晶体结构和微观形貌、孔结构、能带结构以及分子结构和表面元素价态结构。研究表明，形貌以不规则的纳米颗粒形式存在、孔径分布主要在3.5nm左右，属于介孔结构。气敏研究表明：在研究范围内，纳米Pt/ZnO最佳工作温度持续上升，因此选取在ZnO最佳工作温度下（180℃）去探讨Pt的掺杂对ZnO气敏性能的影响。在ZnO最佳工作温度下，Pt摩尔分数为0.5%的Pt/ZnO样品对100μL/L的TEA的灵敏度相比ZnO提高了66倍，吸附脱附时间分别提高118s和19s。气敏机理研究表明，复合材料中异质结的生成是气敏性能提...     

ZnO/TiO2复合纳米材料的制备及其乙醇气敏性能研究

采用凝胶法制备了TiO_2、ZnO/TiO_2纳米材料,材料的结构和形貌分别用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等仪器进行了表征,同时研究了TiO_2、ZnO/TiO_2在常温下对乙醇气体的敏感性能。结果表明,ZnO/TiO_2复合纳米材料对乙醇气体的响应、恢复时间分别为1.5 s、1 s,相比纯TiO_2,分别提升了0.5 s、1 s,具有更加优异的气敏响应特性。     

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。     

碳纳米管掺杂纳米ZnO气敏元件敏感特性

采用溶胶–凝胶法合成纳米ZnO,以碳纳米管(carbonnanotube,CNT)为掺杂剂制备CNT–ZnO旁热式气敏元件样品。用X射线衍射和透射电镜分析了ZnO的结构,用扫描电镜观察CNT–ZnO气敏元件样品表面的显微形貌,研究了CNT–ZnO元件对甲醛和丙酮等气体的气敏性能。结果表明:CNT存在于平均粒径为20～30nm的ZnO晶粒间,增加了CNT–ZnO材料的气孔率。CNT–ZnO气敏元件对丙酮的灵敏度高于纯ZnO元件,掺0.6%(质量分数)CNT的ZnO气敏元件(0.6%CNT–ZnO)气敏元件对质量分数为40×10–6甲醛有最高灵敏度(15.11)。而且具有能检测低浓度甲醛气体、选择性好,响应速度快(响应时间约为15s)的优点。     

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。     

贯通有序大孔SnO2气敏材料的制备及气敏性能

以聚苯乙烯（PS）微球为模板,氧化锡（SnO₂）纳米晶为骨架,采用颗粒模板法成功制备了贯通有序大孔SnO₂气敏材料。改变PS微球的粒径,可以调节大孔SnO₂气敏材料的大孔孔径,本文以平均粒径约284nm和356nm的PS微球制备了大孔孔径分别约为200nm和260nm的贯通有序大孔SnO₂气敏材料。对制备的样品进行了热重、X射线衍射、扫描电子显微镜和氮气吸附脱附分析。结果表明：大孔排列高度有序,孔道贯通,孔壁由SnO₂纳米晶构成。制备的大孔SnO₂气敏材料不仅具备大孔-介孔-微孔结构,而且具有大的比表面积,具备优异的气敏性能。气敏测试结果表明孔径为200nm和260nm的贯通有序大孔SnO₂在280℃的工作温度下对300mL/L的乙醇气体的灵敏度为145、245,分别是无大孔SnO₂纳米晶的2.2倍、3.7倍。     

ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的制备及光催化性能研究

首先通过水热法制备ZnFe_2O_4纳米粒子,然后包覆ZnO,最后沉积贵金属Ag,成功制备了ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结。利用X-射线衍射仪(XRD)、振动磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)、N_2吸附-脱附仪分别表征了ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的晶型、比饱和磁化强度、形貌和孔结构,并研究了其对RhB模拟废液的脱色效果。结果表明,ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的比饱和磁化强度为40.0emu·g~(-1),为介孔结构,孔径为17nm,BET比表面积高达97.541 4m~2·g~(-1)。光催化RhB模拟废液脱色实验表明,可见光下照射初始浓度为20 mg·L~(-1)的RhB模拟废液90min,ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结对RhB的脱色率达到95%。ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结是一种性能优异的光催化剂。     

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。     

pH值对SnO2/ZnO形貌及光催化性能的影响

为考察酸度对SnO_2/ZnO样品的形貌及光催化活性的影响,以氯化锌和四氯化锡为原料,采用水热反应法在不同酸度条件下制备系列SnO_2/ZnO,并以亚甲基蓝作为目标降解物测试SnO_2/ZnO的光催化活性。采用Fourier红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见漫反射光谱仪、X光电子能谱仪、荧光发射光谱及N_2吸附–脱附技术对SnO_2/Zn O进行表征。结果表明:通过调节反应溶液酸度可得到粒状、立方体和球状等不同形貌的SnO_2/ZnO复合材料。光催化实验表明:SnO_2/ZnO系列样品的光催化活性均高于ZnO和SnO_2,在pH值为9的条件下制备的具有立方体结构的样品(Zn-9)光催化效果最好,光照70 min对10 mg/L亚甲基蓝溶液的降解率达97.5%,循环使用5次后依然保持较高的光催化活性。     

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。     

CdSnO_3纳米微粒的水热合成及气敏性能研究

采用水热法制备了CdSnO_3纳米微粒,通过X射线衍射和透射电镜分别对CdSnO_3的物相和形貌进行了表征。结果发现,样品为梭形和不规则的小颗粒。对基于CdSnO_3纳米微粒所制作的气敏元件在乙醇、三乙胺和苯中的气敏性能进行了研究。测试结果表明,在340℃的最佳工作温度下,元件对1000 mg/L的三乙胺的灵敏度达38.4,响应和恢复时间分别为15 s和11 s。     

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。     

SnO_2/石墨烯基锂离子电池负极材料的多级可控制备及其电化学性能研究

分别使用不同种类的表面活性剂对SnO_2在二维石墨烯片表面的生长和所得到的复合片层材料的三维自组装进行多级调控,制备了具有取向大孔结构的SnO_2和石墨烯复合气凝胶材料(SnO_2-CTAB/GM)。SEM和TEM等测试表明了SnO_2-CTAB/GM中取向大孔结构的存在,且SnO_2纳米颗粒以2~3nm的尺寸均匀分布在石墨烯片层表面。电化学测试表明了SnO_2-CTAB/GM复合材料具有高可逆容量和循环稳定性:当电流密度为100mA/g时,首次可逆容量高达1125mAh/g,循环60次后,可逆容量稳定在945.6 mAh/g;当电流密度为100、500、2000 mA/g时,SnO_2-CTAB/GM复合负极材料的放电容量分别为1 180、786.5、566mAh/g,具有优异的的倍率性能。     

金属氧化物半导体基三乙胺传感器研究进展

三乙胺是一种应用广泛但对人体有毒副作用的挥发性有机物,需要长期有效的监测,开发一种性能稳定、安全可靠的三乙胺气敏传感器,实现对环境中三乙胺气体浓度实时检测,对于三乙胺的安全储存、运输和使用等环节是至关重要的。金属氧化物半导体基气敏传感器具有制备简单、价格低廉、响应值高等优点,在三乙胺气体的检测中具有不可替代的作用。重点介绍了基于金属氧化物半导体的三乙胺传感器最新研究进展。综述了近年来包括掺杂、异质结、有机金属骨架和氧化还原石墨烯在内的关于金属氧化物半导体基三乙胺气敏材料的制备和性能等方面的研究成果。论述了金属氧化物半导体基复合材料对三乙胺气敏性能的机理。展望了金属氧化物基三乙胺气敏材料的未来研究方向。     

钯掺杂对SnO_2纳米纤维气体传感器的线性化改性

采用静电纺丝法制备了钯掺杂的SnO_2纳米纤维,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)对其进行了物相分析、形貌观察和表面元素分布分析。钯掺杂SnO_2纤维粉体仍为四方相金红石结构,结晶度有所下降,晶粒减小。将此纤维粉体涂布于带加热丝的陶瓷管制成气体传感元件并在气相色谱仪上进行了流动态气敏性能测试。该传感器对变压器油中溶解故障特征气体的灵敏度降低,但是除H_2外线性响应范围明显增加。     

溶剂热法制备硒化钨纳米花及其气敏性能研究

以N,N-二甲基甲酰胺为分散剂,亚硒酸钠和钨酸钠为原料,采用溶剂热法制备了由超薄二维层状纳米片堆叠而成的花状硒化钨纳米材料,并研究了其气敏性能。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等方法对合成材料进行了结构表征。结果表明：合成的花状纳米硒化钨为六方晶相,在三乙胺、氨水、三甲胺、苯胺、甲酰胺等胺类气体的检测中,对三乙胺气体具有高选择性和超快的响应恢复速率。在最佳工作温度220 ℃下,传感器对体积分数为50×10^-6的三乙胺的响应灵敏度达到20.1,其响应、恢复时间分别为6 s和3 s,最低检出限为0.3×10^-6。对硒化钨材料的气敏机理也进行了讨论,该材料在气敏领域有着潜在的应用前景。     

片状花形ZnO制备及其对三甲胺的气敏性能

采用低温水热法制备了ZnO材料,通过X射线衍射仪和扫描电镜分别对其结构和形貌进行了表征,并采用气敏测试仪对所制ZnO材料对三甲胺的气敏性进行了测试. 结果表明,所得的ZnO材料具有六方纤锌矿结构,呈片状花形. 此材料在340℃,对体积分数为1.00′10?4三甲胺气体的灵敏度可达到63.72. 随着三甲胺浓度的增加,灵敏度呈现线性增加的趋势. 响应时间和恢复时间分别为4 s和21 s. 此外,该样品具有呈现良好的选择性、重复性和长期稳定性.     

可控合成具有Cl_2气敏性能的不同形貌ZnO

采用水热法,通过改变溶液pH值,可控合成了具有Cl_2气敏性能的不同形貌ZnO。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积测试、光致发光光谱对不同形貌的ZnO样品进行表征,分析了不同形貌ZnO的形成机理。采用静态配气法对其气敏性能进行测试,且从比表面积、表面氧缺陷等角度分析了不同形貌ZnO与其Cl_2气敏性能之间的关系。结果表明:与pH值为11或12时得到的圆片状或汉堡状的ZnO相比,pH值为14或13时得到的棒花状或片花状ZnO对Cl_2具有更好的气敏性能。棒花状或片花状ZnO可在较宽的体积浓度范围(1~3000)×10~(-6)内对Cl_2进行检测,且响应和恢复时间短:对体积浓度为100×10~(-6)的Cl_2,其响应时间分别为3和2 s,恢复时间分别为68和69 s。另外,2种花状ZnO对Cl_2有很好的选择性,且40 d的稳定性测试表明,其对Cl_2敏感特性基本保持不变。     

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。