SnO2纳米材料气敏性能的研究进展

近年来,金属氧化物半导体气敏传感器已经广泛地应用于人们的日常生活中,并成为传感器领域的重要分支。其中,SnO_2是最早被研究的一类气敏材料,属于典型的n型半导体金属氧化物,具有制备简单、成本低廉、性质稳定等优点。主要介绍了SnO_2纳米材料气敏性能的研究进展,详细描述了该材料的气敏机理、改性手段,并对其实用化的前景进行了展望。     

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...     

Cu掺杂SnO2纳米粉体的制备及气敏特性

控制不同n(Cu2+)/n(Sn4+),用均匀共沉淀法制备了平均粒径约80 nm的金红石型结构Cu掺杂SnO2纳米粉体;并以白云母为基片制备出Cu掺杂SnO2气敏元件。用TG-DSC、XRD、SEM对样品的相变、结构、形貌进行了分析,并测试了气敏元件的阻温特性和75℃氢气敏感性能。结果表明,Cu掺杂抑制了SnO2晶核的生长,使SnO2结晶度由约75%减小到50%,晶粒尺寸由约18 nm减小到6 nm;Cu掺杂使n型半导体SnO2的空气电阻值由1~8 kΩ提高到9×105~3×107MΩ,并使元件在75℃对体积分数为2 000×10-6氢气的灵敏度提高约20倍;n(Cu2+)/n(Sn4+)≈0.01时,元件对体积分数为4 000×10-6氢气的灵敏度高达约42。     

纳米结构SnO2的制备及其气敏性研究进展

本文总结了纳米结构SnO2的制备及其作为气敏材料的研究现状.通过改进合成方法与控制合成条件均可以获得颗粒尺寸小,比表面积大,特殊形貌包括纳米球,纳米棒,纳米薄膜,多孔结构等SnO2,从而提高SnO2气敏元件灵敏度和选择性.并分析了微波加热法、水热法和溶剂热法制备纳米SnO2的特点.     

共掺杂SnO2气敏元件的直接制备及对乙醇气体选择性的研究

以无水SnCl₄为主要原料,采用溶胶-凝胶法直接制备出了（Zn, La）共掺杂的SnO₂气敏元件,并采用X射线衍射、透射电子显微镜、拉曼光谱和气敏性能测试仪等对样品进行了表征。结果表明,（Zn, La）共掺杂SnO₂的物相仍为正方金红石型结构,共掺杂有效地抑制了制备过程中SnO₂晶粒的长大。共掺杂SnO₂样品的最佳操作电流为110 mA,共掺杂样品SL-5对100 mg/L乙醇气体的选择性最好（灵敏度为100）,远远优于未掺杂SnO₂（灵敏度为48）的,且样品SL-5的响应时间和恢复时间都比较短,分别为9和7 s,而未掺杂SnO₂相应的响应时间和恢复时间分别为15和11 s。     

铝盐掺杂TiO2棒状纤维的制备及其室温NOx气敏性

以钛酸四丁酯为钛源、Al(NO3)3为铝盐,采用静电纺丝法在600℃焙烧条件下制备出铝盐掺杂TiO2棒状纤维.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪等对纤维的形貌和组成进行了表征.研究了室温下铝盐掺杂TiO2纤维对NOx的气体敏感性能,并对其气敏机理进行了分析.结果表明:铝盐掺杂TiO2纤维为一维棒状结构,直径约为200nm.在室温条件下对NOx有较好的气敏响应,响应时间最短为6s,最低检测体积分数可达9.7×10-7.锐钛矿相的存在有利于NOx的吸附-脱附.铝盐掺杂TiO2纤维大幅提高了对NOx的气敏响应灵敏度,是一种在室温条件下极具潜力的气敏材料.     

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。     

多孔结构ZnO/SnO2复合物的制备及其甲醇检测性能研究

利用甘蔗渣作为生物模板合成出一种新颖的多孔生物形态的ZnO/SnO2复合材料.利用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对ZnO/SnO2复合材料的结构特征进行了研究.结果表明,所制备的ZnO/SnO2复合材料保留了甘蔗渣材料的原始孔形态,并且与纯SnO2相比,ZnO/SnO2具有更高的甲醇检测性能.SnO2/...     

超细二氧化锡（SnO2）气敏性的研究

本文采用超细粒度的二氧化锡作原料,并辅以掺杂某些金属或金属氧化物的方法,制成烧结型气敏元件,发现超细二化锡灵敏温度１４０℃左右,比普通二氧化锡低了一个百个温度点,而最大灵敏温度是普通二氧化锡的２－３倍。     

稀土元素掺杂TiO2光催化剂的制备与性能研究动态

稀土元素掺杂对TiO2进行改性以拓宽其可见光响应范围,使其具有更高光催化活性,是得以实现提高光催化剂活性的重要途径之一.本文综述了稀土元素掺杂TiO2光催化剂的制备方法及利用稀土元素掺杂来提高光催化效率的研究成果,分析了稀土元素种类、掺杂比例等因素对光催化活性的影响.     

水热法制备稀土元素掺杂二氧化锡及其对乙醇气敏性能

利用水热法制备了SnO2粉末及掺杂不同稀土离子的SnO2粉末. 通过XRD和气敏测试仪对其结构和性能进行了表征和测试. 结果表明,所制备的SnO2粉末呈四方金红石结构,稀土离子的掺入并没有改变SnO2的晶体结构,也无新晶相的出现. 掺杂镧的SnO2样品(SnO2:La)对乙醇有较高的气敏性. 分析了气敏机理. SnO2:La的灵敏度随着乙醇浓度的增加而增加,随温度的升高呈现波动状,且当温度在250℃时,SnO2:La对1.00′10-4乙醇的灵敏度最大,可达到101.1. 在此条件下其响应时间和恢复时间约为5 s.     

稀土元素及其他非稀土元素掺杂钡铁氧体吸波性能的研究进展

介绍了钡铁氧体的吸波机理,详述了稀土元素及其配合物与其他非稀土元素掺杂钡铁氧体吸波特性的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。     

二氧化锡气敏材料改性研究进展

气敏材料作为检测有毒有害及可燃气体的工具,已深入到人类生活的各个领域.SnO2作为无机气敏材料的代表,具有很多优异的性能.如物理、化学稳定性好,耐腐蚀性强、对气体的检测可逆、吸脱附时间短、电阻随浓度变化一般呈抛物线变化、制备费用较低,受到气敏研究者的广泛关注.本文从纳米SnO2的制备技术、添加气体过滤膜、运用表面修饰和掺杂改性等4个方面,归纳近年来国内外研究者为提高SnO2气敏材料的气敏性能所做的工作.并对其中存在的问题进行分析总结,对该领域今后的研究提出一些建议并对其发展趋势做了展望.     

纳米稀土防毒面具催化剂制备技术

本文从催化机理、制备方法、性能以及应用情况等方面介绍了纳米稀土防毒面具催化剂。     

凝聚共沉法稀土掺杂高岭土/天然橡胶复合材料的性能研究

研究凝聚共沉法稀土掺杂高岭土/天然橡胶(NR)复合材料的性能,并与粉体高岭土/块状NR机械混炼硫化胶进行对比。结果表明:稀土掺杂高岭土在NR基体中具有良好的分散性,二者构成的界面结合牢固;与粉体高岭土/块状NR机械混炼硫化胶相比,凝聚共沉法稀土掺杂高岭土/NR硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度有较大提高;与镧和钐相比,镨化合物对高岭土的掺杂改性效果更明显。     

含稀土ZnO-B2O3-SiO2玻璃的化学稳定性

为了探索稀土氧化物掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的影响,利用熔融冷却法制备了掺杂Nd2O3、Gd2O3和Y2O3的ZnO-B2O3-SiO2系玻璃.在一定的条件下,对玻璃在去离子水、酸、碱液态侵蚀介质中的腐蚀行为进行了研究.利用扫描电镜和能谱分析对腐蚀后的玻璃样品表面形貌和成分变化进行了表征,对酸性侵蚀介质中出现的白色沉淀进行了X射线物性分析,同时利用电感耦合等离子光谱仪测定了去离子水中浸出离子的浓度.结果表明:该系统玻璃的化学稳定性顺序为:耐酸性＜耐碱性＜耐水性.稀土氧化物的添加降低了玻璃侵蚀过程中的质量损失,减轻了玻璃的腐蚀程度和抑制了各组分的浸出量.Y2O3、Gd2O3和Nd2O3的添加使得该玻璃在去离子水中钠离子的浸出量从148.703 μg/cm2分别降低到43.751,63.984和138.828 μg/cm2.Nd2O3、Gd2O3和Y2O3掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的改善作用顺序为Y2O3＞ Gd2O3＞ Nd2O3.     

稀土La2O3添加对氧化铝多孔陶瓷性能的影响

以煅烧α-Al2O3为原料,稀土氧化镧(La2O3)为添加剂,羧甲基纤维素为成型粘结剂,通过混料、困料、研磨、模压成型、高温烧结等工序制备了氧化铝多孔陶瓷,研究了烧结温度及La2O3添加量对氧化铝多孔陶瓷的线收缩率、体积密度、孔隙率、抗折强度和微观形貌的影响。结果表明:在相同烧结温度下,随稀土添加量的增加,多孔陶瓷的体积密度、线收缩率与抗折强度均降低,而孔隙率则逐渐增加。微观形貌与X衍射分析表明,稀土La2O3的加入,抑制了氧化铝颗粒间的烧结,并在高温下与氧化铝反应生成了片状晶体LaAl11O18,片状晶LaAl11O18阻碍了氧化铝晶粒的长大,进而抑制了坯体的收缩,最终使得氧化铝多孔陶瓷具有较高的孔隙率。     

稀土固体超强酸SO42-/SnO2-Al2O3-Sm2O3的制备及其催化性能

采用沉淀-浸渍法制备了新型稀土固体超强酸SO42-/SnO2-Al2O3-SmO3,通过IR、TG等手段对其进行了表征分析,应用于合成丁醛乙二醇缩醛,考察其催化性能,较系统地研究了稀土氧化物种类、用量、焙烧温度、焙烧时间、浸渍液浓度等因素对产品收率的影响.实验结果表明适宜的催化剂制备条件为:稀土氧化钐含量为3%,焙烧温...