铑掺杂多孔纳米氧化锌的制备及其气敏性能

采用水热合成法制备出了多孔氧化锌(ZnO)纳米片和铑(Rh)掺杂纳米氧化锌。并且通过XRD、SEM、TEM和BET表征分析得到其粒径大小在30~60 nm范围内,结构为分层纳米片堆叠花状,比表面积为38.3 m2/g的氧化锌纳米材料。将制得的气敏材料制成旁热式气敏传感器,采用河南炜盛WS-30A装置以及静态配气法测试其气敏性能。实验测试发现,铑掺杂纳米氧化锌相对于纯的纳米氧化锌有更高的灵敏度和更低的工作温度以及更快的响应恢复特性。并且对100 ppm的正丁醇灵敏度达到了2 049,而纯的氧化锌对100 ppm正丁醇的灵敏度只有105。铑掺杂氧化锌气敏元器件对乙醇、氢气、正丁醇和甲苯的最佳工作温度分别为340℃、300℃、340℃、260℃,响应恢复时间都在10 s左右,而纯的氧化锌气敏元器件对这些检测气体的最佳工作温度都在400℃以上,响应恢复时间基本上都在15 s以上。     

Y掺杂ZnO复合材料的制备及气敏性能

通过自牺牲模板法制备Y掺杂ZnO的半导体材料(Zn-MOF-Y),并对合成材料进行表征。Zn-MOF-Y的微观特征表现为由纳米颗粒组成的纳米球为ZnO和YF3的复合材料,含有Zn、O、Y、F这4种元素,其比表面积为15.784 4 m²/g,平均孔径为15 nm。对以Zn-MOF-Y为传感材料制备的半导体气体传感器进行气敏测试,其对100 mg/L的NO₂的响应值为20,传感器的响应与浓度呈现线性关系;对100 mg/L的NO₂的响应/恢复时间为82/64 s,并且该传感器具有优良的稳定性。由于该传感器具有以上优点,这为其以后的实际应用提供了可能。     

铜掺杂氧化锡的制备及其气敏性能研究

利用PVP为表面活性剂,将氯化亚锡和氯化铜溶解在草酸水溶液中,通过简单温和的一步水热法,制备了铜掺杂的氧化锡,采用XRD、SEM、TEM等测试手段对材料的结构和形貌进行了表征,并使用气敏测试设备WS-30A系统研究了氯化铜的掺杂比例在0~20%时对材料气敏性能的影响.结果表明,适宜比例的铜掺杂二氧化锡气敏传感器对硫化氢气体具有很好的气敏响应性能,掺杂比例为10%时可以显著改善气敏元件响应时间、恢复时间、选择性和稳定性,且最佳响应温度大幅度降低,最低在180℃.最后,讨论了铜掺杂对氧化锡气敏性能增强的机理.     

镍掺杂二氧化锡的制备及对甲苯的气敏性能

以五水四氯化锡和六水合氯化镍为原料,四乙基氢氧化铵为沉淀剂,用水热法制备出镍掺杂二氧化锡纳米材料. 通过X射线衍射、比表面及孔径分析仪对制备的纳米材料进行表征. 结果表明:制备的镍掺杂二氧化锡材料为纳米材料,晶粒尺寸小于10 nm. 镍的掺杂量为10 %（摩尔分数）的二氧化锡气敏元件对甲苯的气敏性能最好,在最佳工作温度400 ℃下,其对气体体积分数为1×10-4甲苯气体的灵敏度为18.05,与纯二氧化锡气敏元件的灵敏度（8.71）相比,提高了1倍.     

氧化锌一维纳米棒的低温制备及其气敏性能

采用低温水热法合成了氧化锌(Zn O)一维纳米棒,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了其相结构与形貌,并测试了基于Zn O一维纳米棒所制作的传感器的气敏性能.研究表明,该气体传感器对体积分数为500×10-6的乙醇的检测灵敏度为35.71,对乙醇气体的响应和恢复时间分别约为7 s和9 s,并具有优良气体选择特性,最后,结合电子释放理论解释了其气敏机理.     

锌掺杂氧化镍纳米线的制备及氧化镍基气敏传感器性能的研究

为了提高NiO气敏材料的响应和恢复速度,采用磁场诱导肼还原法和高温氧化法制备Zn掺杂NiO纳米线,研究Zn掺NiO纳米线基传感器对于氨气的敏感性能。结果表明:随着Zn掺杂浓度的提高(摩尔分数2%~5%),XRD衍射峰向小角度偏移0.2°~0.4°, 且晶面间距增大0.01~0.02 nm,均说明锌离子已成功掺入到NiO晶格中;与未掺杂的NiO纳米线传感器相比,掺杂Zn的NiO纳米线传感器的响应速度提升了6~8倍,恢复速度提升了108~120倍;掺杂的NiO基气敏传感器同时拥有着优异的稳定性和选择性。       

纳米氧化钛基气敏材料的合成与气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备了纳米二氧化钛粉末,并与均匀沉淀法制备的纳米二氧化锡粉末复合,制备出纳米TiO2-SnO2复合材料.通过硝酸银掺杂制得TiO2-Ag+,TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn一2:1),TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn=3:1)三类气敏材料,采用静态配气法测试了气敏元件对乙醇,甲醇和甲醛的气敏特性.实验结果表明,TiO2复合SnO2并掺杂适量Ag+能显著改善TiO2的气敏性能,其中Ti:Sn=2的复合材料气敏性能优于Ti:Sn=3的复合材料.     

In、Sn共掺杂ZnO纳米线的制备及其气敏性能研究

为了改善纯ZnO纳米线的气敏性能,采用物理蒸发法制备出In、Sn共掺杂的ZnO纳米线,利用XRD、SEM、TEM对产物的形貌、结构进行表征,采用CGS-1TP智能气敏分析系统对其进行酒精气敏性能测试.结果表明,制备出的In、Sn共掺杂ZnO纳米线具有六方纤锌矿结构,平均直径约为80nm,In元素与Sn元素的掺杂量分别为0.12%和1.1%.在最佳工作温度225℃条件下,对气体浓度为400ppm的酒精蒸气的灵敏度S(Ra/Rg)为39.06,响应-恢复时间分别为9s和5s,比同等测试条件下纯ZnO纳米线的灵敏度提高63.9%,响应-恢复时间分别缩短1s和2s.     

多孔ZnO纳米片的制备及气敏性能研究

通过溶剂热方法大量得到具有二维片状结构的前驱物后,再经煅烧处理成功制备出了多孔ZnO纳米片.用XRD、FESEM、TEM等手段对材料的结构和形貌进行了表征,并系统研究了材料的气敏性能.结果表明,多孔ZnO纳米片为单晶结构,制备的气敏元件对丙酮气体具有较高的灵敏度和选择性.制备出的多孔ZnO纳米片是制备丙酮传感器的理想材料,所制备的气敏元件具有良好的响应恢复特性.     

掺杂和包覆Pd对纳米SnO2气敏材料性能影响

采用液相化学方法制备了纯的和掺杂Pd的纳米SnO2气敏材料,研究了均匀掺杂和表面包覆对样品晶粒尺寸、气敏性能等的影响．结果表明,Pd的掺杂抑制了SnO2晶粒的生长,材料对还原性气体有较好的气敏性能,表面包覆样品比均匀掺杂样品有更高的敏感性能．     

铝掺杂氧化锌陶瓷制备研究

导电氧化锌陶瓷用作靶材通过磁控溅射等薄膜制备技术在玻璃衬底表面沉积透明导电氧化锌薄膜,可用作价格昂贵的氧化铟锡透明导电薄膜的替换材料。氧化锌陶瓷的掺杂将直接影响到氧化锌薄膜的电学性能,因此对氧化锌陶瓷掺杂研究非常必要。氧化锌本身氧空位的存在显示出n型半导体的性质,通过铝离子掺杂能够显著提高载流子浓度。依据此机理,通过液相反应法和陶瓷工艺合成了铝掺杂氧化锌陶瓷,并对其电学性能进行了分析研究。结果显示氧化锌陶瓷电阻率随着铝掺杂量的增加先降低后升高,铝掺杂浓度1%时电阻率最低。     

纳米CuO-SnO2 气敏粉体的制备及气敏特性研究

用So l-Ge l 法制备了纳米级的CuO -SnO₂ 气敏粉体, 所得粉体制作的气敏元件有较好的气敏性能。在不同的加热电压下进行实验研究, 对不用浓度配比制成的气敏元件进行气敏性能测试。通过对所得粉体的表征可知, 用So l-Gel 法制备出的CuO-SnO₂ 气敏粉体是纳米级的, 比表面积大, 活性好, 其最佳热处理温度为650 ℃, 测试结果得出CuO 摩尔分数为4 %的CuO-SnO₂ 气敏元件有较好的灵敏度和较高的选择性, 并且对CO₂ 的灵敏度和选择性比较突出。     

稀土元素掺杂对ZnO纳米线气敏性能的影响

为解决ZnO基气体传感器在实际应用中存在着灵敏度低、选择性差、响应时间长等问题,以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和稀土元素（Y2O3、CeO2、La2O3）掺杂的ZnO纳米线为气敏基料,制备成旁热式气敏元件,用静态配气法对浓度均为100 ppm的无水乙醇蒸汽、氨气、甲烷及一氧化碳四种气体进行气敏性能测试.结果表明,稀土元素掺杂后,ZnO纳米线对四种气体灵敏度的最高值都有明显的提高,响应时间和恢复时间分别为4 s和3 s.     

铜掺杂二氧化锡纳米片对乙醇的气敏性能研究

为解决摄入高浓度乙醇对身体健康产生的危害,并且乙醇蒸汽与空气混合在高温环境下容易发生爆炸的问题,以十六烷基三甲基溴化铵为结构指导剂,在水热条件下合成了铜(Cu)掺杂的二氧化锡(SnO₂)树叶状纳米材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜以及X射线光电子能谱对材料进行表征。气敏测试结果表明：当铜掺杂量为摩尔分数2%时,这种SnO₂对乙醇的气敏响应最佳。具体表现为：在250℃的工作温度下,对体积分数为1×10^-6乙醇的响应值(Ra/Rg)高达139.65,较纯SnO₂传感器材料的响应值提高了近5倍。此外,该材料还对乙醇表现出良好的选择性,这主要是由于这种材料表面具有丰富的表面吸附氧。此项研究表明合理的元素掺杂是提升气体敏感性能的一种有效策略。     

掺镍多孔纳米SnO_2材料的制备及其气敏性能

以SnCl4.5H2O为原料,聚乙二醇（PEG-1000）作为分散剂,利用沉淀法制备出SnO2纳米粉体,采用扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）对其形貌和微观结构进行表征.并以其作为基底材料以离子的形式掺杂摩尔比为1%的Ni2＋作为气敏材料,制作掺杂和未掺杂两种旁热式气敏元件,测试其对乙醇、甲醇和丙酮的气敏特性.发现在较低的工作温度下两种元件对三种气体都有较高的敏感性,同时Ni离子的掺杂对三种气体的灵敏度有不同的影响,对乙醇表现出很好的选择性.     

掺镍多孔纳米SnO2材料的制备及其气敏性能

以SnCl4·5H2O为原料,聚乙二醇(PEG-1000)作为分散剂,利用沉淀法制备出SnO2纳米粉体,采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对其形貌和微观结构进行表征.并以其作为基底材料以离子的形式掺杂摩尔比为1%的Ni2+作为气敏材料,制作掺杂和未掺杂两种旁热式气敏元件,测试其对乙醇、甲醇和丙酮的气敏特性.发现在较低的工作温度下两种元件对三种气体都有较高的敏感性,同时Ni离子的掺杂对三种气体的灵敏度有不同的影响,对乙醇表现出很好的选择性.     

溶胶水热法制备纳米SnO2气敏材料的研究

利用溶胶水热法制备出纳米SnO2，对其进行了XRD、TEM、TG-DTA、FT-IR等表征；通过研究其粉体IR光谱的Sn-O振动，发现纳米SnO2随着粒径的减小存在明显的红移现象，并对水热制备SnO2产物进行气敏性分析，结果表明：水热SnO2与传统沉淀法制备SnO2产物相比具有对酒精灵敏度高，响应与恢复时间短的特点，适合于用作气敏材料．     

光纤气敏传感器的气敏材料及其固定条件研究

考查了不同荧光物质作为基于荧光猝灭原理的光纤气敏传感器气敏材料的可能性,结果表明,钌（ＩＩ）－联吡啶的气敏性能较好。研究了用溶胶－凝胶法将气敏材料固定在传感器探头端面的条件     

光纤气敏传感器的气敏材料及其固定条件研究

考查了不同荧光物质作为基于荧光猝灭原理的光纤气敏传感器气敏材料的可能性,结果钌（Ⅱ）－联吡啶的气敏性能较好,研究了用溶胶－凝胶法将气敏材料固定在传感器探头端面的条件。     

锡掺杂氧化锌薄膜乙醇气敏性的研究

以载玻片为基片,依次采用溶胶凝胶、浸渍提拉和热处理方法制备掺杂锡的氧化锌薄膜气敏材料.分别采用红外光谱对氧化锌溶胶体系进行表征;扫描电子显微镜(SEM)观察氧化锌薄膜的表面形貌;主要利用电化学工作站测量极限电流与乙醇气体浓度的关系,研究掺杂氧化锡的氧化锌薄膜在常温下的乙醇气敏性能.结果表明:所成溶胶体系稳定;10层锡掺杂氧化锌薄膜晶型较完整,排列有序,在常温条件下乙醇气体含量为0～500μL/L时,极限电流与气体浓度呈现较好的线性关系;在乙醇气体含量为500μL/L时,灵敏度可高达82.39.