α—Fe_2O_3基气敏材料的催化性能研究

一、前言气敏现象是一个涉及面较广的复杂现象,它与半导体物理、表面科学和催化效应等密切相关。现已发现催化效应在气敏半导体陶瓷材料检测气体方面有重要作用,材料的气敏效应与催化效应之间有平行关系。氧化铁系气敏机制,目前多从体效应角度来描述:r-Fe_2O_3与还原性气体作用,生成r-Fe_2O_3与Fe_3O_4组成的低电阻体固溶结构     

复合氧化物Fe2O3-SnO2 的气敏特性研究

1962年清山哲郎提出ZnO薄膜的气敏特性后,研究目标较集中于以ZnO,SnO_2,γ-Fe_2O_3和α-Fe_2O_3为基质的氧化物半导体陶瓷材料,并已有商品出售.氧化铁基气敏材料与氧化锌、氧化锡相比,它有无需添加贵金属催化剂便可达到实用气敏灵敏度的优点.我们也曾从催化活性、磁学性能和气敏特性等方面,对α-Fe_2O_3基气敏材料的气敏机制进行了研究,得到满意的结果.本文旨在探讨α-Fe_2O_3-SnO_2配比和氧化铁粒度与气敏性能间关系,并且也浅析了气敏机制,以期为此复合材料实用化提供依据.     

■-Fe_2O_3系气敏器件气敏机理初探

<正> 城市煤气的主要成分甲烷(CH_4)是一种化学性质很稳定的气体,在低浓度域较难进行检测,本课题研制的-Fe_2O_3系气敏器件,可在低浓度域对CH_4气进行检漏报警。 -Fe_2O_3通常情况下几乎不显示气敏性,我们从不同的铁盐用湿法调制出几种微粒状(粒     

掺杂对CdSnO_3气敏性能的影响

研究了贵金属及金属氧化物对CdSnO_3气敏性能的影响.发现不同的Fe_2O_3、La_2O_3的掺入量对材料的气敏性能有不同的影响,贵金属Pt、Pd、Ag及某些金属氧化物对CdSnO_3的灵敏度和选择性也有影响.掺入La_2O_3及MgO的CdSnO_3可作酒敏材料,掺Pd的CdSnO_3可作乙炔敏材料.     

QM-Y1型ZnSnO_3气敏元件的研究

<正> 半导体气敏元件是一种“气-电”转换元件,目前进入实用阶段的有SnO_3系列、ZnO系列及Fe_2O_3系列。除Zn_3SnO_4的气敏性质有报导外,以ZnSnO_3为主体材料的气敏元件则至今未见文献和专利报导。本文研究了ZnSnO_3     

掺杂方式及掺杂量对α-Fe_2O_3敏感性能的影响

本文研究了用不同种类铁盐作原料,用共沉法制备α-Fe_2O_3粉体,在掺杂和不掺杂时的气敏特性。并进一步研究了掺杂方式对气敏特性的影响,解释了α-Fe_2O_3的初始电阻值、气体灵敏度随掺杂含量的变化关系,说明了SnO_2在α-Fe_2O_3气敏性中的作用。     

非晶氧化铁气敏元件的制备与性

众所周知,与γ-Fe_2O_3相比,α-Fe_2O_3气敏材料的灵敏度较低,而且工作温度较高(一般在400℃左右),但是由于α-Fe_2O_3具有很高的稳定性,而且具有热、电、光等多种功能,因而近年来对此气敏材料的研究受到了普遍的重视.γ-Fe_2O_3是根据表面的氧化还原而导致的电导变化进行检测的,但α-Fe_2O_3的气敏机理还不很清楚,一般认为它也具有与γ-Fe_2O_3相似的体控制机理,即还原性气体与α-Fe_2O_3表面接触还原α-Fe_2O_3生成Fe_3O_4而使元件的电导增加,Fe_3O_4再与空气反应生成α-Fe_2O_3使电导降低.     

γ一Fe_2O_3气敏材料的制备及掺杂研究

作者以不同铁盐与NaOH反应,用共沉淀法遴选出了较好的γ-fe_2O_3气敏材料;再通过多种掺杂,研究杂质对材料灵敏度的影响,寻找γ-Fe_2O_3,对CO、H_2、LPG灵敏的适宜掺杂剂,以促进γ-Fe_2O_3,气敏元件的实用化.同时,作者又通过对掺杂物热力学数据的研究,初步发现了一条选择合宜掺杂剂的规律.     

氧化铁薄膜的PCVP过程 及其气敏性能初探

由于α-Fe_2O_3具有较高的化学稳定性,一般认为它无气敏效应,后来才发现微细化、低结晶化及薄膜化的α-Fe_2O_3具有显著的气敏性,因此其气敏效应的发现晚于γ-Fe_2O_3。现已有了实用化的α-Fe_2O_3气敏元件,因而研究微细化的α-Fe_0O_3薄膜气敏村料成为必要,这对于材料的稳定生长和质量控制以及薄膜生长的微机控制都具有现实的意义,而研究氧化铁气敏薄膜的成膜工艺及动力学目前还未见详细报道。 实验是在一个真空反应管内进行的,衬底用电炉加热,温度由水银计显示,用10.5MHz高频电场等离子体激发源,以二茂铁为源材,以氧气为氧化剂兼作载气。氧     

PCVD法超微粒α—Fe2O3的敏感特性

普通的α—Fe_2O_3,由于其所具有的高稳定性,对气体是不够敏感的。由于加入了SO_4~(2-)和 M~(4+)(M=Sn,Ti,Zr)使其微细化后成了具有实用价值的气敏材料。通常被用于检测烷烃等可燃性气体。在此基础上,用超微粒 Au 敏化的 Ti—α—Fe_2O_3材料实现了对 CO 的选择性检测。研制超微粒化、薄膜化和复合化的α—Fe_2O_3新型材料是当前气敏材料研究领域的一个重要课题。一、实验方法利用文献的方法合成超微粒氧化铁,并制成管状气敏元件,经热处理获得所需气敏元件。采用外加热动态脉冲法测试其气敏性能,用 Ra/Rg 表示气敏元件的灵敏度。     

γ-Fe_2O_3烧结感应体的气敏特性

本文介绍γ-Fe_2O_3气敏感应体气敏特性的研究结果。研究表明, 烧结型γ-Fe_2O_3气敏感应体对丙烷等气体具有较高的灵敏度以及较好的选择性,具有良好的湿度特性。它的失效机理主要在于一定温度下转变为无气敏性的α-Fe-2O_3。选择适当的添加剂及工艺处理可以推迟这种转变的发生。     

TiO2掺杂α—Fe2O3薄膜的制备与气敏性能

以钛酸丁酯和二茂铁为源物质,用氧气做氧化剂,采用等离子体化学气相沉积的方法,合成了具有良好气敏性能的TiO_2掺杂α-Fe_2O_3薄膜。采用SEM,XRD、DTG、IR、XPS和XRF等方法对薄膜的结构和成份进行了分析和观察。气敏测试的结果表明,TiO_2掺杂有助干提高α-Fe_2O_3薄膜的气敏选择性和气体灵敏度,并降低其工作温度。     

α-Fe_2O_3气敏材料和器件制造及工艺研究

本文用γ-Fe_2O_3和α-Fe_2O_3粉末混合物为原料,用更简单的注塑成型方法代替传统的压制成型工艺,用便宜的Ni电极代替传统的Au或Pt等贵重金属电极,制成α-Fe_2O_3气敏管芯。在不同的工作温度和氢气浓度下测量气敏特性△R/R_0～N(浓度)。 结果表明,虽然在低浓度范围,其灵敏度△R/R_0低于传统压制成型的α-Fe_2O_3器件,但由于所有特性曲线在N>1000ppm范围均呈线性关系,且其斜率显著大于传统α-Fe_2O_3器件,因此随着氢气浓度提高,二者的差距不断缩小,并在N>5000ppm范围,达到或超过传统α-Fe_2O_3器件水平。     

超微粒氧化铁的制备与气敏性能的研究

本文采用PCVD法制备了纳米级的超微粒氧化铁气敏材料.用这种材料制备的气敏元件具有工作温度低、灵敏度高、响应速度快、稳定性好等优点.不需掺杂,改变工作温度和热处理温度便可获得对酒精蒸汽和C_2H_2气体具有选择性的气敏元件.这种材料像SnO_2,ZnO气敏材料一样,在205℃左右出现电导极值.超微粒α-Fe_2O_3的气敏机制属表面控制型.     

厚膜型γ—Fe_2O_3气敏元件的一次烧成工艺及气敏特性的研究

木文研究了以γ—Fe_2O_3为起始原料,一次烧成法制备γ—Fe_2O_3半导体陶瓷新工艺及其影响因素。测定出电阻率——烧成温度特性曲线,并与以Fe_3O_4为起始原料的二次烧成工艺作了比较。借助XRD、SEM分析和观察,认为显微结构的变化是导致气敏元件失效的原因。适当控制一次烧成工艺,可以制备出性能优异的半导体陶瓷气敏元件。     

丙酮蒸汽敏感元件的研制

目前,气敏传感器主要由SnO_2,α-Fe_2O_3,γ-Fe_2O_3,ZnO等简单氧化物(或掺有Pt,Pd等贵金属半导体材料和钙钛矿结构的ABO_3型复合金属氧化物,如铁酸锶,铁酸锶镧、偏锡酸锌等材料制作的.这些气敏元件多数是对酒精.H_2,CO,CH_4等物质敏感,对其它有机溶剂蒸气虽然也有一定的敏感性,但往往选择性差,至今还没有对除汽油、酒精外的其它有机溶剂蒸气具有良好选择性的气敏元件.本文用ZrO_2-ZnO半导体材料研制的气敏元件对丙酮有很好的敏感性和选择性.除丙酮外,只对丁烷有一定的敏感.     

补偿式气敏元件的研究

提出了由n型气敏材料和p型气敏材料构成的补偿式气敏元件的原理及实现补偿的条件.据此原理制作了由γ-Fe_2O_3和LaFeO_3构成的补偿式元件.该元件有效地克服了乙醇的干扰,提高了对丁烷的选择性.     

烧结型γ-Fe_2O_3气敏感应体的温度特性

<正> 本文就烧结型γ-Fe_2O_3感应体的灵敏度、气体浓度系数等气敏参数与感应体工作温度的关系及工作温度的选取问题进行讨论。 烧结型γ-Fe_2O_3感应体的制备方法是将Fe_3O_4粉末及添加物混合粉碎,并用玛瑙研磨机研磨,再经造粒,压制成直径为φ3mm、高为3mm带有铂-铱合金引线的圆柱体,经真     

半导体有机膜测试电路

采用两种不同的方法测试有机半导体薄膜气敏传感器。实验表明CuPc对NH_3、O_3、No_2等气体有较高的灵敏度。     

氧化铁系气敏材料的气敏机制研究——α-Fe_2O_3基气敏材料的催化性能

<正> 本文从催化作用角度出发,对以α-Fe_2O_3为基的气敏半导体作出初步研究,以期揭示反应机理。实验采用气相色谱及连续流动U型管小型催化反应器,测量在300、350℃时各气敏材料对CH_4、H_2、LPG、C_2H_2的转化率。 从实验结果看,将实验误差考虑后,可认为各样品在实验温度下对CH_4无催化活性,与