CaO-In2O3的制备/结构表征/气敏性能研究

采用共沉淀方法,以一定摩尔比的可溶性钙盐和铟盐为源物质,以氢氧化物作为沉淀剂,制备出了CaO-In2O3复合氧化物粉末.借助差热-热重(DTA-TG)分析可知CaO-In2O3的热变化过程,即在248℃附近由氢氧化物前驱物分解成氧化物,在340℃附近是氧化物的相转变,340℃以后为两氧化物的化合.利用X-射线衍射(XRD)分析知CaO-In2O3的晶体结构为立方结构.对CaO-In2O3的气敏性能研究表明,由CaO-In2O3粉体制成的旁热式厚膜气敏元件无需掺杂,对丙酮、乙醇、乙酸具有较高的灵敏度.     

ZnIn2O4的制备、结构表征与气敏性能

采用共沉淀方法,以一定摩尔比的可溶性锌盐和铟盐为源物质,以氢氧化物作为沉淀剂,制备出了具有尖晶石结构的ZnIn2O4复合氧化物粉末.借助差热-热重(DTA-TG)分析可知ZnIn2O4的热变化过程,即在248℃附近由氢氧化物前驱物分解成氧化物,在340℃附近是氧化物的相转变,340℃以后为两氧化物的化合.利用X-射线衍射(XRD)分析知ZnIn2O4的晶体结构为尖晶石结构.对ZnIn2O4的气敏性能研究表明,由ZnIn2O4粉体制成的旁热式厚膜气敏元件无需掺杂,对乙醇、丙酮、氢气具有较高的灵敏度.     

无需掺入贵金属的多元氧化物气敏材料

将具有气敏特性的氧化物 (Fe2 O3 、SnO2 、In2 O3 )以适当的比例混合成多元氧化物作为气敏材料制成气敏元件 ,测试了它的气敏特性 .结果表明 :多元氧化物对丙酮的灵敏度比单一的氧化物提高了 3倍 ,而且选择性比较好 .     

Fe2O3/ZnO复合氧化物气敏元件的制备与性能

以Fe2O3和ZnO为原料,直接混合烧结制得7种不同烧结温度和原料配比的Fe2O3/ZnO复合氧化物元件,并对其进行气敏性能测试,结果发现:不同烧结温度和原料配比的Fe2O3/ZnO复合氧化物元件对不同的气体有不同的气敏性,烧结温度为800℃,Fe2O3∶ZnO摩尔比为0.5∶1的气敏元件对硫化氢具有较好的气敏综合性能.     

镍镧复合氧化物的掺杂及其气敏性能研究

用共沉淀法制备了镍镧复合氧化物并对其进行三价、四价离子系列掺杂。研究了掺杂物的气敏性能。实验结果表明,SiO2,TiO2,SnO2,Al2O3,SbCl3等掺杂的复合氧化物,均对乙醇有较高的气敏性,而对汽油、H2及LPG等气敏性较低。其中TiO2掺杂量为4%(摩尔分数)的镍镧复合氧化物对乙醇的气敏性能最好。探讨了Si,Ti,Sn,Al,Sb等离子的价态,离子半径及复合氧化物的形成条件等与气敏性能的关系,研究了工作温度,被测气体浓度对元件气敏性能及对气体选择性的影响。     

Ce3+掺杂SnO2纳米带对乙二醇的气敏特性研究

采用热蒸发气相沉积法,以An为催化剂成功制备了Ce3+掺杂的SnO2纳米带.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDX)对样品的形貌、结构和成分进行了表征分析.结果表明:Ce3+掺杂的SnO2纳米带具有金红石结构,纳米带表面光滑、平整,结晶良好,其成分由Ce,Sn和O构成.同时,研究了单片Ce3+掺杂的SnO2纳米带对丙酮、乙醇和乙二醇的气敏特性,发现温度为190℃时器件对乙二醇气敏响应最强,选择性也最好.Ce3+掺杂的SnO2纳米带对乙二醇响应、恢复时间短,可逆性好,适合在较宽浓度范围对乙二醇气体进行检测.     

基于ZnFe2O4纳米材料的低温型H2S气敏元件的设计与实现

以无机盐为原料,液相合成了ZnFe2O4纳米粉体,通过XRD,TEM等手段对粉体的晶体结构、形貌等进行表征并研制了厚膜型气敏元件.结果表明:产物为尖晶石结构,粒径尺寸分布为10 nm~30 nm,平均粒径约为14 nm.在40℃~400℃的温度范围内,采用静态配气法测定元件的气敏性能,发现ZnFe2O4气敏元件在150℃的工作温度下对体积比浓度为1×10-3 (V/V0)、1×10-4(V/V0)的H2S气体的灵敏度分别高达244.34和83.31;在此工作温度下对1×10-4(V/V0)的H2S气体响应时间2 s,恢复时间为5 s.在40℃对1×10-3(V/V0)的H2S气体的灵敏度达到111.00.     

低功耗In_2O_3基LPG气敏元件

采用In2O3超细粉体,掺杂Au和金属氧化物(SiO2,Fe2O3等),按照直热式气敏元件工艺制成珠状气敏元件,通过Al2O3 Pd的表面催化层处理,研制出功耗低于100mW(在空气中)的液化石油气(LPG)气敏元件。并分析了元件的气敏机理。     

超细MgFe_2O_4复合氧化物的气敏性能研究

以FeSO4·7H2O和MgCl2·6H2O为材料,用新型化学共沉淀法制备了纳米尺寸的复合金属氧化物MgFe2O4粉体。将样品做成厚膜型气敏元件,测定了其对乙醇、甲醛、丙酮、甲苯、苯氨气、石油醚等还原(可燃)性气体的气敏特性。测试显示:700℃下,热处理1h,所得纳米微粉制作的元件在300℃工作温度下对丙酮有较高灵敏度和良好的选择性,并对气敏机理给予了解释。     

表面改性四针状纳米ZnO结构与气敏性能研究

将4种质量分数(5%,10%,20%,30%)的Co(CH3COO)24H2O混合到四针状纳米ZnO原料里,采用超声化学浸泡法制备出表面改性四针状纳米ZnO颗粒。通过XRD和TEM分析了表面改性四针状纳米ZnO结构的物相和形貌特征。随着Co(CH3COO)24H2O质量分数增大,Co3O4相明显出现,Co3O4相沉积在ZnO表面上。研究表明:以表面改性四针状纳米ZnO粉末为原料制备的厚膜气敏元件,与纯ZnO气敏元件相比,Co(CH3COO)24H2O质量分数为5%的气敏元件对酒精和甲醇有较高的灵敏度,并讨论了表面改性对气敏性能的影响。     

掺杂合成纳米α-Fe_2O_3粉体及其气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备Eu2O3-Fe2O3(Eu2O3的质量分数为0~7%)纳米粉体材料,利用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,并进行了气敏性能测试。结果表明:合成的产物颗粒均匀、粒径细小。其中,质量分数为5%Eu2O3的烧结型气敏元件在145℃条件下对H2S有较高的灵敏度、较好的选择性及响应恢复特性,线性检测范围较宽,有望研制成气敏性能较为优异的H2S敏感材料。     

纳米SmFeO3的合成及其H2S敏感特性研究

以无机物K3[Fe(CN)6]和Sm2O3为原料,用热分解配合物前驱体法制备了复合氧化物SmFeO3纳米粉体.用X-射线粉末衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的物相、形貌进行了表征.结果显示:热分解法在煅烧温度为600℃即可生成纳米晶SmFeO3,TEM显示产物为均匀的椭球形颗粒,充分表明该方法制备的材料具有良好分散性,且纯度较高.将合成材料制备成旁热式气敏元件,气敏性能测试结果表明:合成材料对H2S具有高的灵敏度和选择性,在最佳工作电压4 V时对50μL/L H2S气体的灵敏度可达21.3倍,相对干扰气体C2H5OH来讲其选择性系数为4.44倍.而且响应很快,约2 s,但恢复稍慢,40 s左右.     

Pt激活ZnFe2O4片状中空球的制备及其丙酮气敏性能

采用Zn(CH3COO)2·2H2O和Fe(NO3)3·9H2O分别作为水热反应的锌源和铁源制备得到了ZnFe2O4纳米片状中空球。利用硼氢化钠和氯铂酸作为原料在常温下将不同质量分数的Pt混合到ZnFe2O4纳米粉末中。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了物相分析和形貌观察。分析了不同Pt质量分数的Pt-ZnFe2O4气敏层在不同温度下对丙酮的气敏性能,通过Pt激活的ZnFe2O4纳米粉末较未激活时对丙酮的气敏性能有了显著提高,具有工作温度低、选择性好和湿度稳定性好等优势。     

尖晶石型复合氧化物气敏性质及制备方法概述

综述了AB2O4复合氧化物气敏材料的研究概况,对该气敏材料的气敏性质、气敏机理、制备方法、气敏膜制备方法进行了简单概述,展望了今后的工作重点.     

柠檬酸体系中SmFeO_3的合成及酒敏特性

以Sm2O3,Fe(NO3)3·9H2O,硝酸为原料,在柠檬酸体系中用溶胶凝胶法合成了具有钙钛矿结构的稀土复合氧化物SmFeO3;用XRD,TEM对产物的组成、大小、形貌进行了表征;结果表明,产物为纳米颗粒,平均粒径为30nm左右,且颗粒均匀。另外还采用静态配气法测试了材料的气敏性能,发现SmFeO3对乙醇有很高的灵敏度,且抗干扰能力强,有较好的应用前景。     

热氧化纳米Zn制备ZnO厚膜及其气敏特性的研究

以激光-感应复合加热法制备的纳米Zn为气敏基料,以蒸馏水为粘结剂,用空气电阻炉在600℃氧化烧结2 h,在Al2O3陶瓷管上制备了旁热式厚膜气敏元件.然后进行了XRD检测和SEM电镜观察,以静态配汽法作气敏性能的测试.结果表明:ZnO形成了由纳米棒、纳米薄片组成的带空隙的厚膜,其颗粒形貌和膜结构能够承受气敏性能测试的温度冲击而保持稳定,对VOCs具有较好的气体敏感性.     

氧气对NOx传感器气敏特性的影响

实验采用丝网印刷技术制作了以钇稳定氧化锆固体电解质(YSZ)为固体电解质、NiO为敏感电极和Pt为参考电极的混合电位型NOx传感器,并在高温(450～750 ℃)含NO和O2气氛中测试其气敏性能.测试结果显示该传感器在450～500 ℃和550～750 ℃时分别表现为电势幅值随温度升高而减小的正电势和负电势;同一NO浓度下,电势和半圆弧型阻抗谱只是随着O2含量在一定范围内的增大而分别增大和缩小.考虑到O2会把NO氧化成NO2,同时结合对传感器的理化性能、响应电势和阻抗谱及工作机理的的分析,研究了O2对NOx传感器气敏性能的影响.     

均匀共沉淀法制备掺锡α-Fe2O3粉体及其气敏性能研究

采用分析纯Fe2(SO4)3和NH3·H2O为主要原料,控制不同的Fe3 浓度、Sn4 : Fe3 、溶液pH值及烧结温度,利用均匀共沉淀法制备了掺锡α-Fe2O3粉体,并用厚膜工艺将粉体涂于云母基片上制成了高灵敏度甲烷气敏元件.利用XRD对粉体成分及结构分析后发现,部分Sn4 以类质同象的方式代替了α-Fe2O3晶格中的Fe3 ,改变了α-Fe2O3的晶胞参数;通过测试元件在不同温度下对800×10-6甲烷的气敏性能,结果表明,掺锡提高了α-Fe2O3的气敏性,且得到了制备掺锡α-Fe2O3甲烷气敏材料的最佳参数.     

Pr6O11/SnO2复合材料的制备及对异丙醇气敏特性的研究

通过水热法和退火处理制备了不同Pr浓度(0%,1%,2%,4%)的Pr6O11/SnO2复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等方法对制备材料的物相结构、微观形貌和元素组成进行了表征,并制成旁热式气敏元件,对异丙醇气体进行气敏测试。实验结果表明,基于2%样品的Pr6O11/SnO2气体传感器的气敏性能最佳,在最佳工作温度200℃下对100×10^-6异丙醇气体响应达到16.2,是纯相SnO2传感器响应的2.3倍。最后,对基于Pr6O11/SnO2复合材料气体传感器的气敏机理进行了分析讨论。     

水热法合成SnO2微球的酒敏特性研究

采用分析纯的SnCl4 ·5H2O和NaOH为起始原料,在160 ℃温度条件下水热法反应12 h得到SnO2微球.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜( SEM)对合成材料的结构、尺寸和形态进行了表征;采用静态配气法测试了材料的气敏性能.研究结果表明:在160 ℃水热条件下一步合成了均分散的SnO2微球,粒径大约为200 nm.用其制作的旁热式气敏元件在5 V工作电压下对0.005%的C2H5OH的灵敏度为8.7,达到了口腔酒精气体浓度检测限度0.008%的要求,并且响应-恢复特性良好.