高稳定性的γ－Fe_2O_3的合成及其气敏性能研究

本文采用空气氛化Ｆｅ（ＣＯ＿３）＿ｘ（ＯＨ）＿（２（１－ｘ））悬浮液体系，控制体系的ｐＨ和掺入适量的钇元素，合成出纳米级铁黄γ－ＦｅＯＯＨ微晶。由ＤＴＡ－ＴＧ和ＸＲＤ分析得出，由γ－ＦｅＯＯＨ直接脱水得到的γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３样品，具有很好的热稳定性，其γ－α相变温度可达７２５℃，且粒径为纳米级，并具有很好的气敏灵敏度和选择性。６００℃烧结的气敏元件，对液化石油气（ＬＰＧ）的灵敏度Ｓ大于７０；而在７００℃下烧结的元件，对Ｃ＿２Ｈ＿２灵敏度Ｓ大于４０；它们均对选定测试的气体ＣＯ、Ｈ＿２、汽油（Ｐｅｔｒｏｌ）。Ｃ＿２Ｈ＿２和ＬＰＧ有很好的选择性。     

高稳定性的r—Fe2O3的合成及其气敏性能研究

本文采用空气氧化Ｆｅ（ＣＯ３）ｘ（ＯＨ）２（１－ｘ）悬浮液体系，控制体系的ｐＨ和掺入适量的钇元素，合成出纳米级黄ｒ－ＦｅＯＯＨ微晶。由ＤＴＡ－ＴＧ和ＸＲＤ分析得出，由ｒ－ＦｅＯＯＨ直接脱水得到的ｒ－Ｆｅ２Ｏ３样品，具有很好的热稳定性，其ｒ－ａ相变温度可达７２５℃，且粒径为纳米级，并具有很好的气敏灵敏度和选择性。６００℃烧结的气敏元件，对液化石油气（ＬＰＧ）的灵敏度Ｓ大于７０；而在７００℃下烧结的元     

电弧等离子体制备纳米Ce—NiO的气敏特性

用Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制备纳米Ｃｅ－ＮｉＯ并研究其气敏特性。实验结果表明，与通常用作氧敏感器Ｐ型ＮｉＯ半导体材料相比，Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制备的纳米Ｃｅ－ＮｉＯ气敏材料表现出一定的ｎ型导电性，对乙炔具有很好的选择性和较同的灵敏度，其气敏特性与纳米Ｃｅ－ＮｉＯ晶粒的显微结构有关。     

电弧等离子体法制备纳米Ce-NiO的气敏特性

用Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制备纳米Ｃｅ－ＮｉＯ并研究其气敏特性。实验结果表明：与通常用作氧敏传感器的Ｐ型ＮｉＯ半导体材料相比，Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制备的纳米Ｃｅ－ＮｉＯ气敏材料表现出一定的ｎ型导电性，对乙炔具有很好的选择性和较高的灵敏度；其气敏特性与纳米Ｃｅ－ＮｉＯ晶粒的显微结构有关。     

多功能NiO—SnO2气敏材料的敏感特性

采用化学共淀淀法合成了不同配比的ＮｉＯ－ＳｎＯ２气敏材料，用Ｘ射线衍射法分析材料的结构与组成，测试了元件的气敏性能，并利用表面催化作用较好的解释了材料的敏感机理，通过改变ＮｉＯ的掺杂量及气敏元件的加热功率，ＮｉＯ－ＳｎＯ２材料可分别实现对Ｈ２，Ｃ２Ｈ５ＯＨ的选择性检测以及对Ｃ２Ｈ５ＯＨ、Ｈ２、ＣＯ、Ｃ４Ｈ１０和汽油等气体的广谱检测。     

溅射二氧化铈氧敏薄膜的XPS研究

本文用射频磁控溅射法制备了ＣｅＯ２－ｘ高温氧敏薄膜，利用Ｘ射线光电子能谱研究了不同处理条件对ＣｅＯ２－ｘ薄膜电子组态的影响，特别是对表面的价态和吸附性质的影响。通过对Ｃｅ３ｄＸＰＳ谱的高斯拟合，计算了Ｃｅ＾３＋浓度并给出了判定Ｃｅ＾４＋还原的标志。研究结果表明，在空气中经１１７３Ｋ高温退火后可得到结晶完好的多晶ＣｅＯ２薄膜，而薄膜的化学价态没有变化，退火前后薄膜表面总有少量Ｃｅ＾３＋存在（１５％）     

WO3中的掺杂及其气敏特性

在ＷＯ３微粉料中掺入１ｗｔ％的不同金属氧化物或金属盐，使ＷＯ３的气敏性能明显变化，掺入Ｔｈ＾＝４，Ｃｄ＾＋４，Ｌｉ＾＋１，Ａｇ＾＋１等可提高对Ｈ２Ｓ的灵敏度，掺入Ｒ＾＋３，Ｔｈ＾＋４，Ｃｅ＾＋４等可增加对乙醇等气体的灵敏性，而对Ｈ２，ＣＯ，ＣＨ４，Ｃ４Ｈ１０等不敏感，而且具有良好的响应恢复特性。     

Pd在SnO2薄膜上的淀积、扩散及对气敏性能的影响

在Ａｒ气氛中于ＳｎＯ２薄膜表面溅射一层很薄的金属钯。用ＳＥＭ、ＡＥＳ及ＸＰＳ等分析表明，Ｐｄ在ＳｎＯ２表面以三维束状小岛方式生长，热处理后Ｐｄ迅速扩散到ＳｎＯ２膜内，形成掺杂型的气敏元件。在元件的表面存在大量的化学吸附氧，低温下（～１６０℃）对极为稳定的ＣＨ４有很高的灵敏度，认为可能与低温下吸附氧主要为α氧（Ｏ－２）有关。     

退火对氧敏CeO2—x薄膜结构及电子组态的影响

用射频磁控溅射法制备了ＣｅＯ２－ｘ高温氧敏薄膜，用Ｃｅ３ｄ的ＸＰＳ谱计算了Ｃｅ＾３＋浓度，研究了退火条件对氧敏ＣｅＯ２－ｘ薄膜的晶体结构及电子组态的影响，ＸＲＤ和ＡＦＭ分析表明，薄膜经９７３Ｋ至１３７３退火后，形成了ＣａＦ２型结构的ＣｅＯ２－ｘ其晶粒大小明显依赖于退火条件和膜厚，退火温度在９７３Ｋ至１１７３Ｋ时（２００）晶面是择优取向的，在１３７３退化４ｈ后，可得到热力学稳定的ＣｅＯ２－ｘ在退火前     

电弧等离子体法制备的纳米α－Fe_2O_3的气敏特性

用电弧等离子体法制各纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３并研究其气敏特性，结果表明，在没有掺杂的情况下，纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３就具有较好的气敏特性。其原因是纳米粒子具有较大的比表面积和较高的晶界比例，从而导致对气体的吸附能力和扩散能力增强。本文用原位ＸＲＤ方法研究了纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３的气敏机理，结果表明，在还原性气氛和加热条件下，α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３并没有被还原成Ｆｅ＿３Ｏ＿４，其气敏机理主要是表面效应控制型。     

气敏材料敏感机理研究进展

为研究气敏材料的敏感机理,获得提高材料气敏性能、开发新型气敏材料的理论指导,介绍了气敏材料的概念、分类,并从气体与敏感材料的物理、化学等相互作用出发,结合气敏材料电学性质的变化,对其敏感机理及模型进行了较为详细的阐述,指出气敏机理研究对于解决气敏材料选择性、稳定性差以及工作温度高等现存问题有着重要的意义。     

EDTA辅助合成Co3O4纳米材料及其气敏性能

以有机化合物作为助剂合成纳米材料, 可调控材料的形貌和结构, 进而影响材料的催化和电化学性能。以乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-2Na)为助剂, 乙酸钴为钴源, 利用水热法合成Co₃O₄纳米材料, 测定材料的结构和气敏性能, 研究其结构与气敏性能的关系, 并探讨EDTA-2Na在材料合成中的作用机制。结果表明, Co²⁺与EDTA^2-形成的配合物调控Co₃O₄晶核的生长方向, 形成了边长约为50 nm的六边形介孔纳米片。在205 ℃下, 利用该材料构筑的气敏传感器对100×10^-6甲苯响应值约为104, 在225 ℃下对100×10^-6丙酮的响应值约为70。该传感器对甲苯和丙酮等挥发性有机化合物(VOCs)的高响应性能是由于EDTA-2Na辅助合成的Co₃O₄表面存在的大量缺陷, 提高了吸附氧含量。另外, 介孔结构和较大的比表面积有利于VOCs的吸附、表面反应和扩散。本研究提供了一种添加EDTA-2Na辅助合成Co₃O₄纳米材料并获得高响应VOCs气体传感器的有效方法。     

气敏型α-Fe_2O_3纳米粉体与薄膜制备技术研究进展

本文中总结了纳米α-Fe2O3气敏粉体与薄膜制备技术的最新研究进展,综述了近几年气敏型α-Fe2O3纳米粉体及薄膜的制备技术,就灵敏度低、选择性差、性能不够稳定等α-Fe2O3气敏材料及元件研究中存在的问题进行了探讨,指出必须在材料制备过程中通过控制粉体颗粒大小、掺杂、采用双层膜技术等改善其微观结构,才能提高材料的气敏性能。     

SnO_2/C复合材料的制备及NO_x气敏研究

为制备在室温条件下对NOx的检测具有低检测线、响应迅速、灵敏度高的材料,通过高压静电纺丝法制备了多孔SnO2/C复合材料,采用TEM、SEM、XRD等手段研究了复合材料形貌及结构.研究表明：SnO2/C复合材料表面存在丰富的微孔、介孔和大孔,且以10 nm左右的介孔居多.室温下（16～18℃）对SnO2/C复合材料NO...     

纳米ZnO的固相合成及其气敏特性

以草酸为原料,与醋酸锌进行固相反应制得前驱化合物,进而热分解得到气敏材料氧化锌。将稀土元素中的镧和钕的氧化物以固相及液相两种合成方法添加到ＺｎＯ气敏材料中,并对材料的粒径、气敏性质进行了测定和表征．实验结果表明,用这种方法制备的氧化锌在低的工作温度下对乙醇气体的灵敏度较高,而且选择性较好,具有一定的应用前景．     

SnS2纳米片的制备及其对NO2气体的检测

二维金属硫化物材料具有较低的电子噪声以及极大的比表面积, 使其非常适合用作气敏材料, 因此寻求高效可控的方法制备二维金属硫化物材料是目前的研究热点。本研究使用高温化学浴法制备了不同形貌的高结晶二维六方SnS₂纳米片。采用不同手段对制备的SnS₂纳米片进行表征, 并进一步研究了SnS₂纳米片的气敏性能。结果显示: 油酸、油胺用量(体积)相同时, 产物SnS₂的形貌是均一的六角形纳米片, 其直径约150 nm, 厚度约4~6 nm。气敏测试表明该SnS₂纳米片对NO₂气体具有良好响应, 且响应过程可逆, 选择性好。其最佳工作温度为130 ℃, 响应和恢复时间分别为98和680 s。     

Synthesis and gas sensing properties of α-Fe(2)O(3)@ZnO core-shell nanospindles

α-Fe(2)O(3)@ZnO core-shell nanospindles were synthesized via a two-step hydrothermal approach, and characterized by means of SEM/TEM/XRD/XPS. The ZnO shell coated on the nanospindles has a thickness of 10-15 nm. Considering that both α-Fe(2)O(3) and ZnO are good sensing materials, we have investigated the gas sensing performances of the core-shell nanocomposite using ethanol as the main probe gas. It is interesting to find that the gas sensor properties of the core-shell nanospindles are significantly enhanced compared with pristine α-Fe(2)O(3). The enhanced sensor properties are attributed to the unique core-shell nanostructure. The detailed sensing mechanism is discussed with respect to the energy band structure and the electron depletion theory. The core-shell nanostructure reported in this work provides a new path to fabricate highly sensitive materials for gas sensing applications.     

ZnO Nanosheets Abundant in Oxygen Vacancies Derived from Metal‐Organic Frameworks for ppb‐Level Gas Sensing

Surmounting the inhomogeniety issue of gas sensors and realizing their reproducible ppb‐level gas sensing are highly desirable for widespread deployments of sensors to build networks in applications of industrial safety and indoor/outdoor air quality monitoring. Herein, a strategy is proposed to substantially improve the surface homogeneity of sensing materials and gas sensing performance via chip‐level pyrolysis of as‐grown ZIF‐L (ZIF stands for zeolitic imidazolate framework) films to porous and hierarchical zinc oxide (ZnO) nanosheets. A novel approach to generate adjustable oxygen vacancies is demonstrated, through which the electronic structure of sensing materials can be fine‐tuned. Their presence is thoroughly verified by various techniques. The sensing results demonstrate that the resultant oxygen vacancy‐abundant ZnO nanosheets exhibit significantly enhanced sensitivity and shortened response time toward ppb‐level carbon monoxide (CO) and volatile organic compounds encompassing 1,3‐butadiene, toluene, and tetrachloroethylene, which can be ascribed to several reasons including unpaired electrons, consequent bandgap narrowing, increased specific surface area, and hierarchical micro–mesoporous structures. This facile approach sheds light on the rational design of sensing materials via defect engineering, and can facilitate the mass production, commercialization, and large‐scale deployments of sensors with controllable morphology and superior sensing performance targeted for ultratrace gas detection.     

金属Sn氧化薄膜的真空退火与原位XPS测量

本文研究了在真空退火过程中金属Sn氧化薄膜表面L元素Sn和O的化学性质．利用X射线光电子能谱（XPS）的表面分析方法,发现在金属Sn氧化薄膜的表面上存在大量的吸附氧粒子（O^-和O^-_2）提高真空退火温度,吸附氧粒子的数量增加;同时吸附氧粒子的负电性变弱．当退火温度低于350℃时,吸附氧粒子数量的增加是起因于SnO₂→Sn₂O₃的转变;在这种情况下,可以观察到Sn2O3是相对稳定的金属Sn氧化物,继续提高退火温度,达到400℃时,Sn在金属Sn中的相对含量急剧增大,Sn在金属Sn中相对含量增加的原因与金属Sn的价态Sn³⁺→Sn⁰的转变相关在这个转变过程中伴随着O的释放和薄膜表面氧粒子的进一步堆积．与温度低于350℃时的退火条件相比,XPS的测量也发现,在400℃的退火温度下;SnO₂相对于Sn₂O₃反而成为比较稳定的金属Sn氧化物．还讨论了金属Sn氧化薄膜表面上吸附氧粒子的吸附状态以及吸附状态与退火温度的关系．     

纳米ZnO气敏传感器研究进展

半导体金属氧化物气敏传感器被广泛应用于有毒性气体、可燃性气体等的检测.ZnO是一种重要的半导体气敏材料,特别是纳米ZnO,由于其粒子尺寸小,比表面积大,成为被广泛研究的气敏响应材料之一.简要介绍了纳米ZnO气敏传感器的气敏机理、主要特性,综述了通过新型纳米形貌、结构制备以及元素掺杂改性提升纳米ZnO气敏性能等方面的研究进展,并进一步指出了纳米ZnO气敏传感器研究中存在的问题和未来的研究方向.