La2O3-SnO2材料乙醇气敏性能与催化活性间关系

通过测量La2O3-SnO2的气敏性能和催化活性,考察了La2O3对SnO2气敏性能和催化性能的影响,同时讨论了该材料对甲烷(CH4)和乙醇(C2H5OH)的灵敏度与其催化氧化反应间的关系。结果表明:300℃时,掺杂w(La2O3)为3%时,可使乙醇的转化率从84.5%提高到100%,对体积分数为1×10-4的乙醇的灵敏度由11.06提高到53.22。说明目标气体的反应活性越高,其灵敏度也越高。掺杂La2O3提高乙醇气体的灵敏度的原因是因为增加了SnO2表面乙醇反应中的耗氧率。     

掺杂MgO和La2O3对Al2O3陶瓷性能的影响

以高纯硫酸铝氨分解的无定形Al2O3为原料,MgO、La2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备Al2O3陶瓷。研究了MgO和La2O3掺杂量对所制Al2O3陶瓷的相组成、显微结构、烧结性能、力学性能、热导率和介电性能的影响。结果表明：随着MgO或La2O3掺杂量的增加,Al2O3晶粒尺寸均逐渐减小而抗弯强度逐渐升高...     

In2O3基气敏材料的催化性能及敏感机理研究

采用微反应器–气相色谱联用装置和气敏性能测试设备,评价了不同掺杂的In2O3材料对异丁烷的催化及气敏性能。研究表明:掺杂贵金属(Pd、Pt、Au等)可大幅度提高材料对异丁烷的催化活性,灵敏度也由2.99提高到4以上;而掺杂碱性金属氧化物则降低了材料的催化活性和灵敏度。材料的气敏性能和催化性能存在密切的关系。并浅析了材料的敏感机理。     

MnCO3掺杂对SnO2·Ni2O3·Nb2O5压敏材料性的影响

研究并分析了Ni3+掺杂和Co2+掺杂对SnO2压敏电阻致密度和电学非线性性能的影响.研究了掺Mn2+对SnO2@Ni 2O3@Nb2O 5压敏材料性能的影响.发现x(MnCO3)为0 10%时,压敏电阻具有最高的视在电场(EB=686 89 V/mm)和最好的电学非线性性能(α=1 2 9).样品的收缩率和致密度变化趋势不一致,这是因为样品的致密度是由收缩率和MnCO3的挥发量两因素共同决定的.     

MnCO3掺杂对SnO2·Ni2O3·Nb2O5压敏材料性能的影响

研究并分析了Ni3+掺杂和Co2+掺杂对SnO2压敏电阻致密度和电学非线性性能的影响.研究了掺Mn2+对SnO2@Ni 2O3@Nb2O 5压敏材料性能的影响.发现x(MnCO3)为0 10%时,压敏电阻具有最高的视在电场(EB=686 89 V/mm)和最好的电学非线性性能(α=1 2 9).样品的收缩率和致密度变化趋势不一致,这是因为样品的致密度是由收缩率和MnCO3的挥发量两因素共同决定的.     

TiO2掺杂导致的SnO2压敏陶瓷晶粒尺寸效应

研究了TiO2掺杂对SnO2-Co2O3-Nb2O5系压敏陶瓷材料电学性能的影响。掺入x(TiO2)为1.00%的陶瓷样品具有最高的密度(r = 6.82 g/cm3),最高的视在势垒电场(EB= 476 V/mm),最高的非线性系数(a = 11.0),最小的相对介电常数。未掺杂的样品阻抗最大。随TiO2掺杂量的增加晶粒逐渐变小,晶粒尺寸的减小归因于未固溶于SnO2晶格而偏析在晶界上的TiO2阻碍相邻SnO2晶粒融合。为了解释SnO2-Co2O3-Nb2O5-TiO2系电学非线性性质的根源,对前人的晶界缺陷势垒模型进行了修正。     

掺锑对二氧化锡压敏电阻性能的影响

通过对样品V-I特性和势垒特性的测试和分析,研究了掺锑对二氧化锡压敏电阻性能的影响.snO2@Co2O3基本上不具有电学非线性,掺杂很少量的Sb2O3可明显改善材料的非线性.研究中发现掺杂x(sb2O3)为0.01%的样品具有最高的质量密度(ρ＝6.90g/cm3)、最高的视在势垒电场(EB＝276V/cm)和最好的电学非线性(a＝12.89).提出了SnO2@Co2O3@Sb2O3的晶界缺陷势垒模型.     

稀土掺杂的BSTO/MgO铁电移相材料

为了提高移相器性能,通过掺杂的方法研究了La2O3、Sm2O3、Dy2O3、CeO2等稀土氧化物对BSTO/MgO铁电移相材料低频(10kHz)与高频(2.5GHz左右)相对介电常数εr、介质损耗tgδ和调谐性T等的影响,并对影响机理作了初步探讨。结果表明,掺杂摩尔分数为0.5%La2O3的BSTO/MgO系统基本上达到了相控阵移相器在高频下工作的要求10kHz下,tgδ=4×10–4,T=14.6%;2.41GHz下,tgδ=6.7×10–3。     

掺杂改善SnO_2甲醛气敏元件灵敏度特性的研究

用纳米SnO2制作了旁热式气敏元件。用掺杂方法提高SnO2甲醛气敏元件的灵敏度,掺杂剂包括Pd,Sb,Ti,Zr,Cu,Ag,Mn等。在SnO2气敏元件中分别掺杂质量分数2%Pd和2%Zr对提高元件灵敏度有显著效果。未掺杂SnO2、掺杂质量分数2%Pd和2%Zr的气敏元件对体积分数为5×10-5甲醛的灵敏度分别为1.33,2.38,2.08,但是掺杂在改善元件对乙醇的选择性方面作用不大。分析了掺杂改善SnO2气敏元件灵敏度的原理,当SnO2表面吸附还原性气体时,吸附气体提供电子,使半导体表层的导电电子数增加,引起电导率增加、电阻下降。吸附气体浓度越高,电阻率变化越大,元件灵敏度越大。     

掺杂改善SnO2甲醛气敏元件灵敏度特性的研究

用纳米SnO2制作了旁热式气敏元件。用掺杂方法提高SnO2甲醛气敏元件的灵敏度，掺杂剂包括Pd，Sb，Ti，Zr，Cu，Ag，Mn等。在SnO2气敏元件中分别掺杂质量分数2%Pd和2%Zr对提高元件灵敏度有显著效果。未掺杂SnO2、掺杂质量分数2%Pd和2%Zr的气敏元件对体积分数为5×10^-5甲醛的灵敏度分别为1.33，2.38，2.08，但是掺杂在改善元件对乙醇的选择性方面作用不大。分析了掺杂改善SnO2气敏元件灵敏度的原理，当SnO2表面吸附还原性气体时，吸附气体提供电子，使半导体表层的导电电子数增加，引起电导率增加、电阻下降。吸附气体浓度越高，电阻率变化越大，元件灵敏度越大。     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜     

掺铝二氧化锡气敏材料的制备与性能研究

用sol-gel法制备了8种掺铝SnO2气敏材料,并用XRD分析其结构和晶粒度,用自组装仪器测定其气敏性能。结果表明:铝的掺入未改变SnO2的四方晶系结构,样品晶粒度为31.46～50.89nm;烧结温度600℃、掺铝量为5%(摩尔分数)的样品对C4H10的灵敏度为22.7;烧结温度600℃、掺x(Al)为1%的样品对H2S比较敏感,灵敏度为87.5;烧结温度700℃、掺x(Al)为5%的样品对C4H10灵敏度为45.5,对H2S灵敏度为100。     

掺Sm2O3的SnO2纳米粉体对C2H2气敏特性的研究

用化学沉淀法制备了SnO2纳米材料,利用XRD和SEM对合成产物进行了表征.采用旁热式结构制成了以SnO2为基体材料,掺杂Sm2O3的气体传感器.通过元件对C2H2气敏特性的测试表明:Sm2O3的掺杂可以明显地提高SnO2气敏材料对C2H2气体的灵敏度,当工作温度为180℃,C2H2浓度为1000ppm时,元件的灵敏度为64,响应恢复时间分别为3和20s.讨论了不同相对湿度对元件气敏特性的影响.     

磁控反应溅射SnO2薄膜的气敏特性研究

为研究SnO2薄膜的气敏特性,采用直流磁控反应溅射法制备了SnO2薄膜。探讨和分析了SnO2薄膜气敏元件的敏感机理。对SnO2薄膜的电阻和灵敏度的测试以及对实验结果的分析表明:SnO2薄膜厚度在150~400nm为宜,一般膜厚在250nm时较为敏感。在SnO2薄膜中掺入Pd、Pt、Ag等微量杂质可大大提高SnO2薄膜气敏元件的灵敏度,且使灵敏度的峰值向低温方向移动,增强了对H2、CO和C2H5OH等可燃气体的选择性、响应时间由3min缩短到0.5s以下。     

SnO_2基压敏陶瓷的阻抗谱的研究

研究了掺CoO、Nb2O5、La2O3的SnO2基压敏陶瓷,在25~300℃范围内的电特性。用尼奎斯特图表示了阻抗数据,结果表明:制备的样品有2个时间常数,分别代表两种激活能,一个在低频,一个在高频。这些激活能与晶界氧的吸附及氧与晶粒边界的作用有关,在晶界吸附的O′和O〞作为受主态,有利于形成肖特基势垒。     

La2O3对Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷结构及性能的影响

以碳酸钡、碳酸锶、二氧化锡和二氧化钛等为原料,La2O3为掺杂剂,在不同温度下烧结,制得了Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3(BSTS)系介质瓷.XRD结果表明,所有的BSTS试样都形成了单一的钙钛矿结构晶相,通过SEM分析了La2O3对试样的微观形貌的影响,发现La2O3的加入可有效地抑制晶粒的尺寸.测试了在1 kHz频率条件下试样的电容量C、介质损耗因数D和-25～+95 ℃试样的C和D,得到了试样的居里温度TC及相对介电常数εr随温度的变化曲线.结果表明,在室温下,试样的εr随着La2O3加入量的增加,呈一直减小的趋势,介电损耗tan δ随着La2O3加入量的增加,则呈先减小后增加的趋势,TC随着La2O3加入量的增加逐渐向低温区移动,介电常数变化率Δε/ε则随着La2O3加入量的增加而逐渐下降.最终得到烧结温度为1 340 ℃,x(La2O3)=0.6%的Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷的εr最大值为3 825,tan δ最小值为20×10-4,Δε/ε为25.9%( 25 ～85 ℃).     

SnO2纳米棒的制备及其气敏特性研究

利用室温固相反应方法,合成了SnO2纳米颗粒前驱物。在NaCl+KCl熔盐介质中,于660℃下焙烧前驱物,合成了SnO2纳米棒。利用TEM、XRD和XPS对SnO2纳米棒形貌、成分进行了表征和分析。结果表明,SnO2纳米棒直径为20~30nm,长度从几百纳米到几微米。以SnO2纳米棒为原料,制备了厚膜气敏元件,在工作温度为300℃左右时,元件对乙醇具有较高的灵敏度、好的选择性和响应恢复特性。     

La0.7Sr0.3FeO3对SnO2基CO气敏元件性能的影响

采用柠檬酸盐法合成纳米晶La0.7Sr0.3FeO3。为考察其对以SnO2为基体材料的一氧化碳气敏元件性能的影响,将一定质量分数的(1%、3%、5%)La0.7Sr0.3FeO3作为掺杂剂掺入SnO2粉体中。测试结果表明,La0.7Sr0.3FeO3的掺入改善了气敏元件的长期稳定性,同时提高了元件对CO气体的灵敏度,经10 d的老化后,80 d内元件阻值变化不超过±10%。用4A分子筛对元件进行表面修饰,改善了元件的选择性。