纳米SnO2基气敏元件对甲醛气体的检测

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)对材料的晶体结构及晶粒尺寸进行了表征.采用制备的纳米SnO2作为基底材料,掺杂纳米TiO2粉末(SnO2与TiO2的物质的量之比为9:1)以及少量的Ag+(物质的量百分比为0.2%～0.4%),以此材料制成气敏元件,检测了元件的甲醛气敏性能.结果表明:该元件在工作温度为300℃时,对200×10-6的甲醛具有较好的敏感性,在不同的工作温度下,元件表现出良好的气敏选择性.理论计算表明,气体分子轨道能量的差异是元件气敏选择性的定性因素.     

花状SnO2的制备及其气敏特性的研究

以乙二醇(C2H6O2)为有机溶剂,采用溶剂热法制备了花状SnO2纳米材料,并将制备的SnO2制成旁热式气敏元件.通过XRD,SEM等测试手段对SnO2纳米材料进行了表征,并初步分析了气敏元件对丙酮的敏感机理.制备的SnO2材料是由粒径约为10 nm的颗粒有规则的堆叠而成的直径约为3～4μm的花瓣清晰的多孔分级花状结构.研究发现,气敏元件对丙酮气体有很好的响应灵敏度.在最佳工作温度(350℃)时,检测的丙酮体积分数最低为1×10-6.对100 ppm丙酮的响应及恢复时间分别为40和50 s.且气敏元件对丙酮气体的响应灵敏度远高于对苯、甲苯、甲醇、甲醛、氨等气体的响应灵敏度.     

纳米SnO2基气敏元件对甲醛气体的检测（英文）

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)对材料的晶体结构及晶粒尺寸进行了表征.采用制备的纳米SnO2作为基底材料,掺杂纳米TiO2粉末(SnO2与TiO2的物质的量之比为9∶1)以及少量的Ag+(物质的量百分比为0.2%~0.4%),以此材料制成气敏元件,检测了元件的甲醛气敏性能.结果表明:该元件在工作温度为300℃时,对200×10-6的甲醛具有较好的敏感性,在不同的工作温度下,元件表现出良好的气敏选择性.理论计算表明,气体分子轨道能量的差异是元件气敏选择性的定性因素.     

Sol-gel法制备CuSO4,Cu(AC)2掺杂SnO2的气敏性能研究

以溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备纳米SnO2及其不同比例的铜源掺杂物.采用热分析(TG-DTA),XRD等手段对其产物进行表征,利用静态配气法测试了掺杂产物的气敏性能.实验结果表明:采用Sol-gel法制备掺杂SnO2的气敏性能,同时受铜源和掺杂量的影响,且掺杂产物对乙醇不很敏感,但在150℃工作温度下对0.005%的H2S具有36367倍的高灵敏度.     

纺丝法制备多级SnO2纳米纤维及其气敏特性研究

为了提高SnO2的气敏性能,以PVP为有机溶剂,采用静电纺丝法制备了多级结构的SnO2纳米纤维,利用XRD,SEM和TEM等技术对材料的结构、形貌进行了表征,并制备了SnO2旁热式气敏元件.采用静态气体测试系统对SnO2元件进行了气敏测试.在工作温度300℃时,对0.5~50 ppm甲醛进行了气敏测试.测试结果表明:SnO2气敏元件对甲醛气体具有优异的响应灵敏度,快速的响应及响应恢复特性、较好的选择性.采用静电纺丝制备的多级结构SnO2纳米纤维对甲醛表现出良好的气敏特性.     

Cu2+掺杂ZnO纳米棒的制备及气敏性能研究

通过溶剂热法(无水乙醇)制备了Cu2+(0～6mol%)掺杂ZnO纳米棒粉体,采用X射线衍射仪和扫描电镜对掺杂ZnO纳米粉体的晶体结构和微观形貌进行了表征.研究了Cu2+掺杂比例、溶剂热反应温度及时间对材料气敏性能的影响;考察ZnO(120℃,10h)和3mol%Cu2+掺杂ZnO(120℃,10h)粉体对应元件对甲醛、乙酸、甲苯、乙醇、丙酮、三甲胺等六种气体的气敏性能.结果表明:通过溶剂热法制备的ZnO粉体为纳米棒状结构,棒长度和直径随Cu2+掺杂比例不同发生变化;3mol%Cu2+掺杂ZnO(120℃,10h)样品对应元件对低浓度乙醇有很好的选择性,在395℃工作温度下对1×10–3乙醇的灵敏度为380.5,响应和脱附时间分别为5 s和40 s,对1×10–6乙醇的灵敏度可达4.2.     

纳米SnO_2气敏材料制备的研究进展

为了解国内外SnO2气敏材料及其制备技术的研究进展,对纳米SnO2粉体材料以及膜的制备技术和研究进展进行了详细的综述,并对其未来的发展趋势进行了展望。结果认为,SnO2纳米粉体与SnO2膜等气敏材料的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象;制备技术的不断成熟将使SnO2纳米功能材料作为气敏材料而深入研究和广泛应用,结合掺杂等手段,将进一步推动SnO2气敏元件的高效微型、集成化、智能化发展。     

基于正交试验的La_2O_3掺杂SnO_2气敏传感器的研究

以SnO2纳米粉和La2O3纳米粉为原料,采用高能球磨技术,结合正交试验设计,制备了经过高能球磨的纯SnO2纳米粉体和掺杂适量La2O3的SnO2纳米粉体。利用传统的厚膜气敏传感器制备工艺,制备了纯SnO2厚膜气敏传感器及掺杂一定量La2O3的SnO2厚膜气敏传感器。并对其本征电阻及其对乙醇、汽油、丙酮、氢气和CO等气体的敏感特性进行了测试。结果表明各因素对综合气敏性能影响的显著性水平由大到小依次为La2O3掺杂浓度〉烧结时间〉老化时间〉烧结温度。同时,通过分析还得到了最佳组合工艺。La2O3掺量为5%（质量分数）,烧结时间为2h,老化时间为7d,烧结温度为650℃条件下制备的气敏元件的综合气敏性能最好,其中对1.0×10-3乙醇蒸气的灵敏度达107.2,对相同浓度的干扰气体的选择性分别为S乙醇/S汽油=11.3,S乙醇/S丙酮=9.1。     

WO_3掺杂NiO纳米材料的VOCs气敏性能

制备掺杂WO_3的NiO纳米粉体材料并测量了材料的VOCs气敏性能。XRD分析表明,WO_3掺杂使NiO粉体中出现新相NiWO_4。随着WO_3掺杂量增多,NiO的衍射峰半高宽明显宽化,WO_3掺杂抑制了热处理过程中NiO晶粒的长大。50×10~(-6)浓度二甲苯、甲醛、甲苯和乙醇等气体中的测量结果说明,WO_3掺杂明显提高了NiO材料的VOCs气体灵敏度,对二甲苯的最佳掺杂量是5%,最大灵敏度为26.4,响应时间4s;对甲醛的最佳掺杂量是10%,最大灵敏度是4.67,响应时间6s。     

溶胶凝胶法混合掺杂SnO2薄膜的气敏光学特性研究

采用溶胶凝胶法在玻璃基片上制备混合掺杂Cu_TiO2和Fe_TiO2的SnO2薄膜,常温下对不同掺杂浓度的薄膜在丙酮、乙醇两种气氛作用下进行气敏光学特性测试。研究分析表明,1%Fe_TiO2_SnO2混合掺杂薄膜的乙醇特性灵敏度在较宽波段保持15%左右;5%Cu_TiO2_SnO2混合掺杂薄膜的丙酮气敏特性最好,灵敏度最高可达23.9%。     

金属离子掺杂纳米SnO2材料的气敏性能及掺杂机理

以SnCl4·5H2O为原料合成纳米SnO2,并以其为基底材料分别以离子形式掺杂Ag^＋、Ni^2＋、Ce^3＋、Sb^2＋等作为气敏材料,制作旁热式气敏元件．研究了其对甲醇、乙醇气体的气敏性能．结果发现,适量的金属离子掺杂可提高SnO2的气敏性能,其中掺Ag^＋效果最佳,可显著提高SnO2对甲醇、乙醇气体的灵敏度．在工作温度为360℃时,对体积浓度为400×10^-6的乙醇、甲醇气体灵敏度分别为121和66．掺Sb^2＋可提高SnO2的导电性,在温度为200℃时,电阻值由180kΩ降至4kΩ．用Materials Studio软件对掺杂不同金属的SnO2的能带结构进行了理论计算,分析表明,掺杂使SnO2能带带隙宽度由掺杂前的2．65eV减少为2．02～2．62eV,相应元件电阻阻值的减少与带隙宽度变化趋势一致,带隙宽度是影响SnO2传感器工作温度高低的重要因素．     

ZnO的水热合成及气敏性能研究

以锌粒、浓硝酸和氢氧化钠为原料,聚乙二醇400为表面活性剂,采用水热法制备纳米ZnO粉体。利用X射线衍射和扫描电镜对产物的结构和微观形貌进行表征。将合成材料制备成旁热式气敏元件,采用静态配气法对乙醇、丙酮、甲醇、二甲苯、甲苯和氨水等进行气敏性能测试。结果显示:ZnO纳米粉体对乙醇、丙酮和甲醇表现出良好的敏感性,具有较快的响应和脱附速度,且灵敏度与浓度呈良好的线性关系。     

SnO_2-TiO_2的制备及气敏性能研究

以SnCl4·5H2O和钛酸四丁脂为原料,采用Sol-Gel法制备SnO2-TiO2材料。运用XRD、TEM对SnO2-TiO2粉体的物相、形貌和结构进行表征。并测试其气敏性能。实验结果表明:SnO2-TiO2纳米粉体在3.5 V加热电压下对100 ppm乙醇的灵敏度为464.116。     

SnO_2气敏材料及其制备技术进展

为了解国内外SnO2气敏材料及其制备技术的研究进展,按照该材料的发展历程,对纳米粉体、纳米薄膜、纳米一维材料、介孔及多孔材料的制备技术及进展进行了详细的综述。结果认为,SnO2纳米粉体与纳米薄膜气敏材料的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象;纳米一维材料与介孔、大孔材料等结构功能材料作为气敏材料方兴未艾,有很大的发展潜力和应用前景;新老制备技术的不断成熟及涌现将使SnO2纳米结构材料作为气敏材料而深入研究和广泛应用,结合掺杂等手段,将进一步推动SnO2气敏元件的高效微型、集成化、多功能、智能化发展。     

少量氧化锡掺杂提高三氧化钨探测H2S气体的气敏性能

为改善WO3基敏感材料的气敏性能,先采用液相还原法制备得到WO3粉体,再通过微波辅助液相法制备了SnO2掺杂量为0.5%、1%、3%、5%、10%(质量分数,下同)的SnO2-WO3复合材料。采用XRD和SEM对材料的物相、形貌进行了表征,并研究了掺杂SnO2对WO3气敏性能的影响。结果表明,掺杂3%的SnO2可显著提高WO3对H2S的灵敏度和选择性,在工作温度为160℃时,元件对体积浓度为10×10-6 H2S的灵敏度达65,对体积浓度为50×10-6 H2S的灵敏度高达169,且灵敏度与气体浓度呈现良好的线性关系。此外,纯WO3和SnO2(3%)-WO3材料在相对湿度RH=22%～64%时有良好的抗湿性。     

Ag掺杂比例对ZnO纳米材料气敏性能的影响

采用物理热蒸发法制备ZnO纳米材料及不同质量分数(1%,3%,5%,wt,下同)Ag掺杂的ZnO纳米材料,制备成旁热式气敏元件,采用静态配气法对目标气体进行气敏性能测试。实验结果表明,Ag掺杂ZnO纳米材料较纯ZnO纳米材料对目标气体(酒精、甲烷、一氧化碳)的气敏性能有所提高。其中,Ag掺杂质量分数为1%的ZnO纳米材料气敏性能最佳,提高幅度分别达215%,128%和76%(C2H5OH,CH4,CO)。借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜对所制得不同比例Ag掺杂的ZnO纳米结构进行表征,并对实验结果进行气敏性能分析,结合势垒模型和能带理论进行气敏机理分析。     

TiO2基有机气体敏感元件的制备及性能研究

将多种金属氧化物掺入TiO2中,通过传统的陶瓷气敏传感器制备技术,制作了旁热式烧结型传感器,研究了这些传感器对有机挥发性气体(VOCs)的敏感特性。在不同浓度的甲醛、苯、丙酮和乙醇气氛中,测试了传感器的气敏特性。测试结果表明,添加In2O3、Cr2O3或SnO2能提高传感器对苯的灵敏度,添加In2O3或Cr2O3能提高传感器对丙酮的灵敏度,添加Cr2O3或SnO2的元件对甲醛气体较灵敏。此外,本文还研究了传感器陶瓷的烧结温度对传感器气敏特性的影响。     

膜厚影响SnO2厚膜型气敏元件敏感特性的研究

采用丝网印刷技术制备了不同膜厚SnO2厚膜气敏试样,在不同温度下进行热处理后测定了试样的阻温曲线和对乙醇气体的灵敏度,结果表明制备不同膜厚试样的气体灵敏度不同,阻温曲线也不同。要制备灵敏度、一致性好的气敏器件,调整控制膜厚和及其热处理温度至关重要。     

多孔SnO2薄膜的导电和气敏特性

用RGTO方法制备多孔、颗粒状SnO2薄膜；根据SEM观察结果建立简单导电模型，并验证其导电机制主要是晶界导电；研究纯SnO2薄膜及掺杂SnO2薄膜对CO，乙醇等气体的气敏特性。掺Pt的薄膜对CO有很好的气敏响应；选择合适工作温度，可提高灵敏度改善选择性，用此种方法制得的薄膜具有良好的长期稳定性、非常短的响应和恢复时间等特点。     

生物模板法合成分级多孔结构SnO_2及其乙醇气敏性能

以脱脂棉为模板,采用溶剂热法、超声法和浸渍法3种工艺,复制式制备了具有棉纤维结构的分级多孔SnO2纳米材料。通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜表征结果得知,3种方法制得的SnO2均为四方晶系金红石结构,均较好的复制了棉纤维的分级多孔结构。测试对比了SnO2材料制作的元件的气敏特性,3种元件对乙醇表现出很高的响应,其中浸渍法制备的材料显示出更高的响应,分析了生物模板在遗态材料合成过程中的作用,并初步分析了乙醇的气敏机理。