La0.8Pb0.2Fe0.8Ni0.2O3纳米粉体的制备及其CO气敏性能研究

采用柠檬酸法制备了多晶La0.8Pb0.2Fe0.8Ni0.2O3,并对其结构、电导特性和CO气敏特性进行了研究.结果表明,该材料属正交晶系钙钛矿结构,显示了p型半导体导电特性,并且在工作温度120～340℃范围内对CO气体均具有较高灵敏度,显示出对CO气体的良好气敏性能.     

层状多孔ZnO厚膜的制备及其气敏性能研究

由片状材料的定向自组装得到的层状结构可以使膜具有良好的取向性和特殊的物理化学性能。通过对ZnSO4.7H2O在150℃进行水热反应合成出高径厚比的碱式硫酸锌薄片,然后将这种大面积的薄片组装成一定厚度的自持膜并进一步热处理成具有多孔结构的层状ZnO厚膜。通过对600℃、700℃和800℃热处理得到的材料进行XRD及SEM分析,研究了其成分及多孔结构的产生过程,并结合气敏测试结果证明由烧结温度所带来的多孔结构的变化确实会对其气敏性能造成一定的影响。对不同气体进行的气敏性能测试表明,这种层状多孔ZnO结构是一种理想的气敏传感材料,特别适合用于检测H2S气体。     

以SnO_2纳米颗粒为敏感电极的阻抗型氢气传感器的研究

采用浸渍法在Ce0.9Gd0.1O1.95(CGO)固体电解质骨架中制备敏感材料SnO2,并组装成氢气传感器。利用XRD、SEM对氢气传感器的相组成及微观形貌进行表征,采用IM6e型电化学工作站对传感器气敏性能进行测试。结果表明浸渍法制备的敏感材料SnO2颗粒细小,约为400nm左右;在400~550℃时,传感器阻抗值随氢浓度的增加而减小,且传感器信号与氢气浓度表现出非常良好的线性关系。随着温度升高,传感器的信号响应速度逐渐增加,在550℃、氢浓度为1.0×10-3时,其90%的响应时间为170s。     

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.     

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.     

TiO2-WO3复合薄膜型气敏传感器性质研究

二氧化钛和三氧化钨是具有重要功能的无机n型半导体材料，常用来制备气敏传感器。本文利用电子束蒸发制备了TiO2-WO3复合氧化畅薄膜，在500℃下退火2h。通过SEM和XRD观察了该薄膜的形貌特性并进行了气敏测试。实验表明，该薄膜对酒精、丙酮和二氧化硫气体具有较强的敏感性。本文还研究了温度、复合浓度和气体浓度对薄膜气体传感能力的影响。     

基于SnO2薄膜气体传感器的设计与制作（英文）

设计了一种带硅岛结构的基于SnO2薄膜材料的共面式气体传感器.利用有限元工具对传感器进行了稳态热分析,分析结果表明这种传感器在33.84 mW的功耗下最高温度达到400℃,气敏薄膜上温度分布均匀.详细阐述了传感器的制作过程,过程中总共使用4块掩模版用于光刻工艺.采用溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米薄膜作为传感器的气敏元件.对传感器进行了气敏测试,实验结果表明该传感器拥有良好的气敏性能,在300℃下对50×10-6到2 000×10-6氢气的灵敏度逐渐递增,反应时间可控制在10 s以内.     

SnO_2/LaFeO_3纳米复合材料检测CO时的类受主现象

利用模板法和溶胶-凝胶法分别制备了SnO_2和LaFeO_3纯材料,并检测了纳米复合材料SnO_2/LaFeO_3对CO的气敏性能。在实验过程中,观察到纳米复合材料85%SnO_2+15%LaFeO_3(85Sn-La)及90%SnO_2+10%LaFeO_3(90Sn-La)在检测CO时出现了一个反常现象,通常CO表现为还原性气体的性质,然而在T≤200℃的温度范围内,与CO的作用增加了复合氧化物85Sn-La及90Sn-La的电阻,而这一现象只在与氧化性气体反应时观察过。这种在特定环境下,n型材料与还原性气体(施主)作用时,其导电特征表现为与氧化性气体(受主)作用时相同的现象称为类受主现象。类受主现象只在低温阶段被观察到,且复合氧化物85Sn-La表现最为明显。利用温度、气氛与材料表面的交互作用来解释所观察到的实验现象:在低温情况下,CO与材料表面的吸附氧及羟基发生反应,增加了表面的电荷,降低了材料表面的导电性,因而表现为类受主现象。     

凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷的制备及性能

为了资源化利用油菜秸秆等废弃物, 以油菜秸秆和凹凸棒石为原料, 以酚醛树脂为黏结剂, 通过复合、 热压、 烧结等工艺过程制备了凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷。对不同原料质量配比和烧结温度下制备的复合材料进行性能测试。结果表明, 采用该工艺制备凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷是可行的, 原料的选择、 质量配比、 烧结温度等参数对材料制备过程及性能均有较大的影响。油菜秸秆与凹凸棒石质量配比为1∶2时复合材料的力学性能较好, 烧结温度在600~700 ℃时, 残炭率最高; 在600~800 ℃范围内, 抗弯强度的提高达到最佳; 在800 ℃时, 导电性能得到改善。     

网状纤维结构氧化镍的制备及其气敏性能

p型半导体金属氧化物作为气敏材料具备响应快速、选择性高的特点,用于气体传感器的制备与开发。静电纺丝法可制备具有丰富气体吸附位点的网状结构材料,增强材料的气体敏感特性。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、四水合乙酸镍为原料,采用静电纺丝法制备具有网状纤维结构的p型半导体氧化镍。通过X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱和比表面积测试等分析技术对材料的结构、形貌、组成和比表面等性能进行表征,并对其气敏性能进行测定,考察煅烧温度对材料气敏性能的影响。结果表明:煅烧温度为500℃时获得的氧化镍组装成气体传感器,在工作温度为250℃时,该元件对50mg/L丙酮气体表现出快速响应特性(响应时间为5s)、良好选择性和稳定性。     

Photocatalytic Property of TiO2 Films Deposited by Pulsed DC Magnetron Sputtering

TiO2 thin films were prepared by DC magnetron sputtering with the oxygen flow rate higher than the threshold. The film deposited for 5 h was of anatase phase with a preferred orientation along the <220> direction, but the films deposited for 2 and 3 h were amorphous. The transmittance and photocatalytic activity of the TiO2 films increased constantly with increasing film thickness. When the annealing temperature was lower than 700℃, only anatase grew in the TiO2 film. TiO2 phase changed from anatase to rutile when the annealing temperature was above 800℃. The photocatalytic activity decreased with increasing annealing temperature.     

Pt/YSZ氧传感器的电极电阻和响应特性

应用两电极直流极化法测定了氧传感器在380～800℃中的Pt,空气／YSZ电极电阻,从交流低频阻抗测量外推法测得YSZ的体电阻,可以将YSZ的直流极化从电极的过电位中区分出来．Pt,空气｜（ZrO2）_0．93（Y₂O₃）_0．07｜空气,Pt,电池的直流极化1gI-η作图得出,电极电荷传递系数为2．YSZ体电阻、Pt,空气／YSZ电极电阻和电极交换电流对温度的Arrhenius图,在600℃和570℃附近存在着类似的活化能变化．测量表明;700℃时,氧传感器的测量响应时间≤2．5s．     

溶胶-凝胶法制备TiO2粉体及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2粉体,并采用紫外分光光度计、XRD等表征手段对TiO2的粒度、晶型结构进行了表征,分析了煅烧温度、TiO2晶型比例、溶液初始pH值等因素对TiO2结构性能及光催化活性的影响.结果表明:TiO2的锐钛矿晶型与金红石晶型的转相温度为700 ℃左右;采用溶胶-凝胶法制备TiO2时,控制溶液的pH值为4,煅烧温度为600 ℃,所得产物晶型全部为锐钛矿;当无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为10:1时,产物的粒径为617 nm;且当配制溶液pH值为4,煅烧温度为600℃条件下,煅烧时间为40~60 min时,所制备TiO2的光催化效果较好,降解率较高;当光催化体系的pH值为9、以质量浓度为10 mg/L的亚甲基兰溶液浸泡2 h,TiO2的用量为0.25 g/L时,产物的降解率高达95.3%.     

Ti600钛合金的氧化行为

研究了Ti600钛合金在700-1000℃范围内的氧化行为.结果表明,Ti600的100 h氧化动力学近似遵循抛物线-直线规律,氧化激活能为224 kJ·mol-1.Ti600试样在700℃氧化100h后其表面形成了致密的氧化皮,而在高于700℃氧化100 h后氧化皮出现多层结构并开始剥落,氧化皮主要由金红石型TiO2...     

不同碳源对纳米锌铝尖晶石合成及颗粒粒径的影响

以硝酸铝、硝酸锌和柠檬酸为原料,以炭黑和酚醛树脂为碳源,采用溶胶-凝胶法制备了纳米锌铝尖晶石粉体,研究了高温还原气氛下不同碳源对纳米锌铝尖晶石合成及颗粒粒径的影响,并以高温氧化气氛热处理、无碳引入的试样作对比。研究表明:在还原气氛下,引入碳源的试样在600℃热处理后,锌铝尖晶石峰不明显,主要是因为碳起空间位阻作用,阻碍了离子传质;800℃热处理后可合成锌铝尖晶石,且纳米颗粒尺寸较小(20~30nm);热处理温度升高至1 000℃时,纳米锌铝尖晶石颗粒尺寸变化不大,碳的空间位阻作用抑制了颗粒长大和烧结。与炭黑相比,酚醛树脂抑制锌铝尖晶石颗粒长大的效果更好,可能因为树脂碳化后呈玻璃态,空间阻隔作用更强。但热处理温度不低于1 200℃时,纳米锌铝尖晶石易被CO或C还原,锌以Zn(g)的形式逸出,只有α-Al2O3相。然而,在空气气氛下,600℃热处理后即可合成纳米锌铝尖晶石,但热处理温度从600℃升至800℃时,锌铝尖晶石颗粒长大较明显,颗粒尺寸从27.5nm增至54.6nm,并呈烧结状。     

Nanosized Nb-TiO/sub 2/ gas sensors derived from alkoxides hydrolization

Nanocrystalline TiO/sub 2/ modified with Nb has been produced through the sol-gel technique. Nanopowders have been obtained by means of the hydrolysis of pure alkoxides with deionized water and peptization of the resulting hydrolysate with diluted acid nitric at 100/spl deg/C. The addition of Nb stabilizes the anatase phase to higher temperatures. XRD spectra of the undoped and the Nb-doped samples show that the undoped sample has been almost totally converted to rutile at 600/spl deg/C, meanwhile the doped samples present still a low percentage of rutile phase. Nanocrystalline powders stabilized at 600/spl deg/C with grain sizes of about 17 nm have successfully been synthesized by the addition of Nb with a concentration of 2% at., which appears to be an adequate additive concentration to improve the gas sensor performances, such as it is suggested by the catalytic conversion efficiency experiments performed from FTIR measurements. FTIR absorbance spectra show that catalytic conversion of CO occurs at lower temperatures when niobium is introduced. The electrical response of the films to different concentrations of CO and ethanol has been monitored in dry and wet environments in order to test the influence of humidity in the sensor response. The addition of Nb decreases the working temperature and increases the stability of the layers. Also, large enhancement of the response time is obtained even with lower working temperatures. Moreover, humidity effects on the gas sensor response toward CO and ethanol are less important in Nb-doped samples than in the undoped ones.     

RBaCo2O5+δ陶瓷的氧阻性能研究（英文）

用固相反应法制备了RBaCo2O5+δ(R=Y、Dy、Gd、Pr、Nd、Sm和Eu)系列陶瓷.用标准四探针法测量了它们从室温到600℃之间的电阻率变化.在温度较低时,它们的电阻率都随着温度的升高而减小,显示为半导体特征.当电阻率在某一温度达到最大值后,电阻率开始随着温度升高而缓慢增加,显示为半金属特征.进一步研究了RBaCo2O5+δ系列陶瓷在高温恒温时的电阻率随着环境气氛的变化情况.结果表明RBaCo2O5+δ陶瓷是一类潜在的氧阻传感器材料,并且它们的响应速率从快到慢顺序是YBaCo2O5+δ>DyBaCo2O5+δ>GdBaCo2O5+δ>PrBaCo2O5+δ>NdBaCo2O5+δ>SmBaCo2O5+δ>EuBaCo2O5+δ.以YBaCo2O5+δ陶瓷为例,在700℃恒温时,当从氧气氛切换到氮气氛时,由于晶格中氧的脱附导致电阻率先是快速上升,然后缓慢上升,并在90 s内达到最大平衡值.反之,当从氮气氛切换为氧气氛时,由于氧的吸附,电阻率迅速降低,约30 s内达到最小平衡值.     

Influence of crystallinity on CO gas sensing for TiO2 films

In the present research, carbon monoxide (CO) gas sensing response was studied for TiO₂ thick films calcined and sintered between 700 and 900 °C. Crystalline phase, crystallite size, surface area, particle size, and amorphous content were measured for the calcined powder. Crystallinity of the powder was found to affect sensing response significantly towards CO. Anatase phase of TiO₂ thick film was stable up to 900 °C however, as calcination temperature increased from 700 to 900 °C, surface area and amorphous phase content decreased. Films calcined and sintered at 700 °C showed a lower response towards CO than those calcined at 800 °C. Upon increasing the calcination temperature further, particle growth and reduced surface area hindered the sensing response. A calcination temperature of 800 °C was necessary to achieve sufficient order in the crystal structure leading to more efficient adsorption and desorption of oxygen ions on the surface of TiO₂.     

温度对X80管线钢在0.5mol/L Na_2CO_3+1.0mol/L NaHCO_3溶液中电化学腐蚀性能的影响

目前,有关温度对CO_3~(2-)-HCO_3~-环境下X80管线钢腐蚀行为的影响规律尚无统一的认识。为了探究高强度钢在不同温度的0.5 mol/L Na_2CO_3+1.0 mol/L NaHCO_3溶液中的腐蚀行为,采用动电位极化、电化学阻抗技术,并结合金相显微镜观察研究了温度对X80管线钢在0.5 mol/L Na_2CO_3+1.0 mol/L NaHCO_3溶液中电化学腐蚀行为的影响规律,并通过Mott-Schottky曲线对不同温度下钝化膜的半导体性质进行探讨。结果表明:温度从30℃上升至75℃时,X80钢的点蚀电位和电荷转移电阻均逐渐减小,腐蚀现象越明显;当温度达到90℃时,点蚀电位和电荷转移电阻反而增大,腐蚀程度有所减缓;在0.3~0.7 V内,钝化膜呈现出典型的n型半导体特征;随着温度的升高,钝化膜内的施主电流密度和平带电位呈现先降低后增加的趋势,钝化膜稳定性先减弱后增强;在75~90℃之间存在一个临界温度,此温度下钝化膜的缺陷密度最大,保护性最差。     

焙烧温度对CO2-CH4重整制合成气NiO/γ-Al2O3催化剂性能的影响

采用水解-沉积法, 在不同焙烧温度下制备了cat-500、cat-600、cat-700和cat-800系列NiO/γ-Al₂O₃催化剂。XRD和H₂-TPR分析表明, 焙烧温度高于700 ℃, 活性组分与载体具有强烈的金属-载体相互作用(SMSI), 具体表现为活性组分前驱体以尖晶石NiAl₂O₄的形式存在。反应后催化剂的XRD、TG-DTG、TPH等表征结果表明, cat-700和cat-800试样的Ni晶粒尺寸分别为9.8和8.7 nm, 小于cat-500和cat-600试样(分别为15.7和13.6 nm), 分散性更好; 且催化剂表面积炭为丝状碳, 其不会导致催化剂失活, 但大量积累会引起床层压降升高, 影响催化剂的反应性能。cat-800试样110 h寿命试验表明, 高温焙烧制备的Ni基催化剂活性和稳定性均较高, CO₂转化率达95%左右, 失活速率仅为0.0536%/h。