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。     

共沉淀法制备铬酸钬粉体及铬酸钬气敏元件的气敏性能

采用共沉淀法制备HoCrO3前驱体,将前驱体在不同条件下热处理得到铬酸钬纳米粉体。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对HoCrO3纳米粉体的晶体结构和微观形貌进行了表征,对用HoCrO3纳米粉制作的元件进行气敏性能测试,研究了热处理条件对HoCrO3气敏元件气敏性能的影响。结果表明：所制备的HoCrO3粉体为纳米颗粒,平均粒径约为50nm,属于钙钛矿型复合氧化物;采用800℃保温2h制备的HoCrO3气敏元件对三甲胺气体具有较高的灵敏度、良好的选择性和稳定性;样品的检测限较低,对体积分数为1×10^-7三甲胺的灵敏度为3。HoCrO3是检测三甲胺的一种很有应用前景的半导体气敏材料。     

聚苯胺/碳纳米管气敏材料的研究进展

聚苯胺具有良好的氧化还原性和环境稳定性以及优异的导电性，是一种良好的气敏材料。但是聚苯胺的共轭离域结构使其在中性和碱性环境中的应用受到制约。碳纳米管具有比表面积大、可在常温下表现出对于不同气体良好的吸附能力的特点，但是单纯的碳纳米管对气体的吸附选择性较差。文章主要介绍了采取金属、金属氧化物或者聚合物掺杂等不同手段改性的聚苯胺、碳纳米管以及聚苯胺/碳纳米管复合材料分别作为气敏材料的气敏性能及气敏机理的研究进展，得出经过改性的聚苯胺/碳纳米管复合材料具备更加优良的气敏特性，但也指出存在复合材料各部分协同作用机理尚不明确，除氨气外其余气体的气敏反应机理研究较少的问题，提出未来应进一步探索复合材料气敏反应机理与复合材料各部分的协同作用机制，设计出所需要材料的分子结构，进而有针对性地对聚苯胺和碳纳米管进行功能化掺杂，合成优良的复合气敏材料。     

单斜相TiO2的制备及气敏性能

采用简单水热法,制备出单斜相TiO2气敏材料,即TiO2(B).利用丝网印刷法制备出气敏元件.借助于X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析材料的组织结构和形貌,研究了气敏元件在200～300℃对低体积分数H2的气敏性能.结果表明:经过180℃、18h的水热反应,并在400℃烧结4h能制备出较为均匀的TiO2(B...     

二维Ti3C2Tx官能团微波等离子体调控及其气敏性能

采用液相溶液选择性刻蚀法制备风琴状二维碳化钛(Ti₃C₂T_x),并采用O₂–Ar微波等离子体在不同热处理温度下对Ti₃C₂T_x进行表面官能团调控。研究了不同等离子体处理温度下材料的微结构和表面官能团变化,探讨了Ti₃C₂T_x对甲醛和苯系物的气敏响应和选择性,从材料氧官能团变化角度探讨了可能的气体敏感机制。结果表明:O₂–Ar等离子体处理可增加Ti₃C₂T_x材料中的表面氧官能团含量,经500℃热处理样品在最佳工作温度下对0.01%(体积分数)甲醛响应可达到169,同时在室温下对甲醛也表现出良好的气敏性能。     

氧化镍空心壳材料的合成及其气敏特性测定

通过化学合成方法得到分散均匀的氧化亚铜方块,在此基础上以其作为硬模板采用模板技术,以六水合二氯化镍为金属源,通过“协同刻蚀”的方法获得氢氧化镍空心壳材料,并进一步热处理得到氧化镍空心壳材料。经过透射电子显微镜（TEM）,并结合广角X射线衍射等手段,证实所得材料为空心氧化镍材料。通过在旁热式气敏元件表面简单涂抹的办法制得气敏器件,并对其正丁醇气敏性能进行了测定。研究结果表明,该种材料在250 ℃下对正丁醇具有较好的敏感性,这表明该种材料是一种非常有前途的功能材料,有望获得广泛应用。     

WO3基H2S气敏材料的研究

采用正交试验法和单水平试验法研究了热处理温度及掺杂元素对ＷＯ３基Ｈ２Ｓ气敏元件灵敏度、选择性、稳定性,响应恢复特性及元件阻值的影响,得到了较为理想的Ｈ２Ｓ气敏元件。根据提出的气敏机理模型较好地解释了热处理温度、掺杂氧化物酸碱性及催化活性等对Ｈ２Ｓ气体灵敏度的影响。     

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.     

氧化钌复合氧化铟多孔立方体对三乙胺的敏感性能研究

采用水热法制备出立方体形貌的氧化铟纳米材料,然后通过在立方体氧化铟表面复合氧化钌,来改善氧化铟纳米材料的气敏性能。复合氧化钌后的RuO_2@In_2O_3纳米颗粒仍具备In_2O_3立方体规整的形貌,且分布仍保持原状,尺寸大小也没有发生变化;将所得样品制成气敏元件,气敏测试结果显示样品对三乙胺气体展现出较高的气敏响应,气敏元件最佳工作温度较原样相比有所降低(260°C),对三乙胺表现出良好的气敏响应特性,气敏元件的灵敏度高、稳定性好、响应-恢复时间短、选择性好。     

Al_2O_3掺杂ZnO基高选择性丙酮气体传感器

采用溶胶-凝胶法,制得Al_2O_3掺杂质量分数分别为0、2.96%、4.96%、6.96%的纳米Al_2O_3-ZnO粉体,样品经700℃退火后对其物相及表面形貌进行表征,测试了不同Al_2O_3掺杂量Al_2O_3-ZnO样品的气敏特性,研究了结晶粒径、掺杂浓度、工作温度等对元件气敏特性的影响;通过对元件进行控温控湿老化实验,研究了老化温度、相对湿度对元件稳定性的影响;并根据气体吸附、脱附模型与半导体能带理论,对气敏机理进行了进一步的讨论。结果表明:Al_2O_3-ZnO对丙酮表现出良好的选择性和稳定性,掺杂为4.96%Al_2O_3的Al_2O_3-ZnO,经700℃退火后,在64℃下,对含量为100×10~(-6)(体积分数)的丙酮的灵敏度为29.24,响应时间和恢复时间均为2 s;丙酮含量低至10×10~(-6)时,灵敏度为3.23,响应时间和恢复时间分别为4 s和7 s。     

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.     

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。     

LaFeO_3纳米粒子的制备及乙醇敏感性能

以FeNO_3·9H_2O、LaNO_3·xH_2O、柠檬酸、丙烯酰胺为原料,采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿结构的LaFeO_3纳米粒子。利用热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了热处理温度、A位Y掺杂对LaFeO_3成相、晶体结构、形貌等的影响,发现溶胶-凝胶法制备LaFeO_3纳米粒子的成相温度低于500℃,A位Y掺杂增大了LaFeO_3晶粒的生长活化能、抑制了晶粒生长。以LaFeO_3纳米粒子为敏感材料制备了旁热式气敏元件,通过元件的乙醇敏感性能测试,结果表明,250℃时LaFeO_3气敏元件对不同浓度乙醇具有良好的气敏性;随着乙醇浓度的增大,元件的灵敏度近线性增长;700℃热处理获得未掺杂LaFeO_3的乙醇敏感性能最佳,其对100×10~(-6)乙醇的灵敏度可达54;A位Y掺杂量为10%(摩尔比)时,元件对乙醇的灵敏度更好,其对100×10~(-6)乙醇的灵敏度可达163。     

空心氧化铟小球的合成及其三甲胺气敏特性的测定

本文在以蔗糖为碳源,通过水热方法合成均匀分散的碳小球的基础上,以碳小球为硬模板,采用硬模板法,以硝酸铟为金属源,通过在空气中灼烧的方法获得氧化铟材料。经过透射电子显微镜(TEM),并结合广角X射线衍射(Wide-angleXRD)等手段,证实所得材料为高结晶度的空心氧化铟材料。通过在旁热式气敏元件表面简单涂抹的办法,氧化铟空心小球被制备成气敏器件,并对其三甲胺(TMA)气敏性能进行了测定。研究结果表明,该种材料在较低的工作温度下对TMA具有较高的敏感性和选择性,这表明该种材料是一种非常有前途的TMA气敏材料,有望在食品检测等领域获得广泛应用。     

SnO2气敏材料的研究进展

SnO2气敏传感器具有元件制作简单、使用寿命长、稳定性好、对气体的响应时间短等优点,已成为一个重要的研究课题.气敏反应是气体与材料表面接触后发生的化学反应,因此材料的表面组成、掺杂改性、缺陷分布、比表面积等都会影响材料的气敏性能.本文综述了近年来SnO2气敏材料的不同制备方法,以及金属氧化物和贵金属掺杂的SnO2气敏材...     

蓝宝石衬底上PECVD生长石墨烯及其气敏传感器

在蓝宝石衬底上,利用PECVD在相对较低的温度和相对短的时间制备石墨烯。实验发现,在950℃,生长15 min,可制备纳米晶石墨烯。所制备的石墨烯为双层结构,存在较多的缺陷,使得其适合用于制作气敏传感器。制作的纳米晶石墨烯气敏传感器对甲醛气体显示出良好的响应和恢复特性。分析发现纳米晶石墨烯中大量的晶界和褶皱使气体的吸附和解吸附能垒降低是其表现出良好气敏特性的主要原因。     

蓝宝石衬底上PECVD生长石墨烯及其气敏传感器

在蓝宝石衬底上,利用PECVD在相对较低的温度和相对短的时间制备石墨烯。实验发现,在950℃,生长15 min,可制备纳米晶石墨烯。所制备的石墨烯为双层结构,存在较多的缺陷,使得其适合用于制作气敏传感器。制作的纳米晶石墨烯气敏传感器对甲醛气体显示出良好的响应和恢复特性。分析发现纳米晶石墨烯中大量的晶界和褶皱使气体的吸附和解吸附能垒降低是其表现出良好气敏特性的主要原因。     

二氧化钛纳米管的氢敏特性

利用廉价的工业TiO2粉末、通过超声-水热法制备Ti2纳米管,通过刮刀法将TiO2纳米管制各成厚膜气敏传感器.以N2为载气,考察了工作温度、氢气体积分数(下同)对TiO2纳米管氢气敏感特性的影响.测试温度为150～250℃时,TiO2纳米管厚膜气敏传感器对氢气表现出良好的选择性和敏感性.当氢气体积分数为5%时,TiO2纳米管电阻变化达到2～4个数量级.传感器的气敏机理认为是TiO2纳米管表面对于氢气分子的化学吸附.     

磁控溅射碳纳米管SnO2材料性能的研究

采用磁控溅射的方法制备薄膜型碳纳米管SnO2气敏元件,通过对气敏元件在不同气体中的响应进行分析,以及对气敏元件进行SEM和XRD实验,研究碳纳米管SnO2材料的气敏性能。实验表明：磁控溅射碳纳米管SnO2气敏元件对NO2气体有很高的灵敏度,对其他气体不敏感。     

二氧化钛纳米管的氢敏特性（英文）

利用廉价的工业TiO2粉末、通过超声–水热法制备TiO2纳米管,通过刮刀法将TiO2纳米管制备成厚膜气敏传感器。以N2为载气,考察了工作温度、氢气体积分数（下同）对TiO2纳米管氢气敏感特性的影响。测试温度为150～250℃时,TiO2纳米管厚膜气敏传感器对氢气表现出良好的选择性和敏感性。当氢气体积分数为5%时,TiO2纳米管电阻变化达到2～4个数量级。传感器的气敏机理认为是TiO2纳米管表面对于氢气分子的化学吸附。