氧化锌的合成、结构表征与气敏性能研究

以锌粉为原料,采用燃烧法合成六方晶系氧化锌。采用X射线衍射仪对ZnO样品进行了结构表征。对样品的气敏元件进行了在甲醇、乙醇、丙酮气体中的气敏性能测试,该类元件属于金属氧化物半导体气敏元件。对浓度范围为5～200 mg/kg的甲醇、乙醇、丙酮气体测试表明,所有气敏元件在相同工作电压下对乙醇的灵敏度大于其他气体。该气敏元件对甲醇、乙醇、丙酮气体具有较好的气敏性能,并且具有很短的响应时间。     

α-氧化铁纳米花的合成、表征与气敏性能研究

以硝酸铁、草酸和尿素为原料,采用水热合成法制备了具有花状结构的α-氧化铁,通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征,采用HW-30A气敏元件测试系统测试其对乙醇的气敏传感性能。结果显示:合成的纳米花状α-氧化铁具有较好的结晶质量,对乙醇气体有着较高的传感灵敏度。该材料在传感领域有着潜在的应用前景。     

花状SnO_2纳米粉体的制备与气敏性能

由于纳米颗粒形貌对其气敏性具有重要的影响,本文采用水热法制备了SnO_2纳米粉体,考察了溶液pH值、水热反应温度、时间以及表面活性剂对SnO_2粉体晶相结构及形貌的影响,通过XRD和SEM对其物相结构及微观形貌进行分析。结果表明:当溶液pH值为4,水热反应温度为220℃、时间为12 h时最佳,制备的金红石型SnO_2纳米颗粒呈现花状生长,由平均直径为40 nm,长度约为100nm的纳米棒组成,而添加表面活性剂则可以改变SnO_2纳米棒聚集生长的形貌。花状SnO_2颗粒制备的气敏元件在300℃下对70μL·L-1的乙醇气体的灵敏度为6.5,响应-恢复时间为2s和20s。     

碳纳米管掺杂纳米ZnO气敏元件敏感特性

采用溶胶–凝胶法合成纳米ZnO,以碳纳米管(carbonnanotube,CNT)为掺杂剂制备CNT–ZnO旁热式气敏元件样品。用X射线衍射和透射电镜分析了ZnO的结构,用扫描电镜观察CNT–ZnO气敏元件样品表面的显微形貌,研究了CNT–ZnO元件对甲醛和丙酮等气体的气敏性能。结果表明:CNT存在于平均粒径为20～30nm的ZnO晶粒间,增加了CNT–ZnO材料的气孔率。CNT–ZnO气敏元件对丙酮的灵敏度高于纯ZnO元件,掺0.6%(质量分数)CNT的ZnO气敏元件(0.6%CNT–ZnO)气敏元件对质量分数为40×10–6甲醛有最高灵敏度(15.11)。而且具有能检测低浓度甲醛气体、选择性好,响应速度快(响应时间约为15s)的优点。     

WO3纳米纤维的制备及其正丁醇气敏性能研究

通过静电纺丝法制备了单斜相WO₃纳米纤维,通过简单的涂抹方式将其印刷到Ag-Pd电极片上制备成气敏传感元件。将WO₃气敏元件用于正丁醇气体敏感性测试,结果表明,在350℃下,它对体积分数为100×10^-6的正丁醇的灵敏度为23。同时,该气敏元件表现出优良的响应/恢复特性,其响应时间为34s,恢复时间为26s。结合X射线衍射、扫描电镜和比表面积等表征结果,分析了样品的气敏机理。     

片状氧化锌的合成及乙醇气敏性能研究

以乙酸锌、甘氨酸和异烟肼为原料,乙醇和水为溶剂,采用前驱体法制备了片状结构氧化锌(Zn O)。用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对产物的结构和微观形貌进行表征,并将所合成的片状结构Zn O制备成气敏元件,对其进行了气敏性能测试。结果表明,所制备的Zn O为六方纤锌矿结构,形貌为均一的颗粒组装成的二维片状结构。气敏测试结果表明,在工作温度为280℃时,该气敏元件对乙醇气体具有较好的灵敏度和选择性。     

石墨相四氮化三碳/氧化锌复合材料的制备及其气敏性能

采用水热法制备了一系列石墨相四氮化三碳-氧化锌(g-C3N4-ZnO)复合材料,并使用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、Fourier变换红外光谱和X射线光电子能谱对复合材料进行了表征,研究了g-C3N4-ZnO复合材料的气敏性能。结果表明:加入9%(质量分数,下同)g-C3N4所制备的g-C3N4-ZnO复合材料在300℃对乙酸具有较好的气敏选择性和较高的气敏灵敏度,对10-3乙酸气体灵敏度达到260.4,响应和恢复时间分别为6 s和5 s,对10-6乙酸气体灵敏度可达到1.8。     

可控合成具有Cl_2气敏性能的不同形貌ZnO

采用水热法,通过改变溶液pH值,可控合成了具有Cl_2气敏性能的不同形貌ZnO。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积测试、光致发光光谱对不同形貌的ZnO样品进行表征,分析了不同形貌ZnO的形成机理。采用静态配气法对其气敏性能进行测试,且从比表面积、表面氧缺陷等角度分析了不同形貌ZnO与其Cl_2气敏性能之间的关系。结果表明:与pH值为11或12时得到的圆片状或汉堡状的ZnO相比,pH值为14或13时得到的棒花状或片花状ZnO对Cl_2具有更好的气敏性能。棒花状或片花状ZnO可在较宽的体积浓度范围(1~3000)×10~(-6)内对Cl_2进行检测,且响应和恢复时间短:对体积浓度为100×10~(-6)的Cl_2,其响应时间分别为3和2 s,恢复时间分别为68和69 s。另外,2种花状ZnO对Cl_2有很好的选择性,且40 d的稳定性测试表明,其对Cl_2敏感特性基本保持不变。     

单斜相TiO2的制备及气敏性能

采用简单水热法,制备出单斜相TiO2气敏材料,即TiO2(B).利用丝网印刷法制备出气敏元件.借助于X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析材料的组织结构和形貌,研究了气敏元件在200～300℃对低体积分数H2的气敏性能.结果表明:经过180℃、18h的水热反应,并在400℃烧结4h能制备出较为均匀的TiO2(B...     

石墨相四氮化三碳/氧化锌复合材料的制备及其气敏性能EI北大核心CSCD

采用水热法制备了一系列石墨相四氮化三碳-氧化锌(g-C3N4-ZnO)复合材料,并使用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、Fourier变换红外光谱和X射线光电子能谱对复合材料进行了表征,研究了g-C3N4-ZnO复合材料的气敏性能。结果表明:加入9%(质量分数,下同)g-C3N4所制备的g-C3N4-ZnO复合材料在300℃对乙酸具有较好的气敏选择性和较高的气敏灵敏度,对10^–3乙酸气体灵敏度达到260.4,响应和恢复时间分别为6 s和5 s,对10^–6乙酸气体灵敏度可达到1.8。     

溶剂热法制备硒化钨纳米花及其气敏性能研究

以N,N-二甲基甲酰胺为分散剂,亚硒酸钠和钨酸钠为原料,采用溶剂热法制备了由超薄二维层状纳米片堆叠而成的花状硒化钨纳米材料,并研究了其气敏性能。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等方法对合成材料进行了结构表征。结果表明：合成的花状纳米硒化钨为六方晶相,在三乙胺、氨水、三甲胺、苯胺、甲酰胺等胺类气体的检测中,对三乙胺气体具有高选择性和超快的响应恢复速率。在最佳工作温度220 ℃下,传感器对体积分数为50×10^-6的三乙胺的响应灵敏度达到20.1,其响应、恢复时间分别为6 s和3 s,最低检出限为0.3×10^-6。对硒化钨材料的气敏机理也进行了讨论,该材料在气敏领域有着潜在的应用前景。     

溶胶–凝胶法制备碳纳米管-In_2O_3纳米复合材料及其气敏性

以碳纳米管（carbon nanotubes,CNT）为模板,在超声波辅助条件下,利用溶胶–凝胶法合成CNT–In2O3纳米复合粉体,用该复合粉体制备CNT–In2O3气敏元件。借助X射线衍射、透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和能量色散谱仪对产物进行表征,研究了CNT–In2O3气敏元件的气敏性。结果表明：CNT–In2O3纳米复合粉体是一种由In2O3纳米颗粒均匀包裹在直径约为20～30nm的碳纳米管上的纳米复合材料。CNT–In2O3气敏元件在低温对NO2有较高的灵敏度,该元件对NO2的灵敏度高于纯In2O。当CNT和InC13·4H2O的摩尔比为3：10时,CNT–In2O3气敏元件对NO2的灵敏度最大,且灵敏度随NO2浓度的增大而增大。该气敏元件在200℃时对NO2的响应时间为10s,恢复时间为70s。     

WO3基H2S气敏材料的研究

采用正交试验法和单水平试验法研究了热处理温度及掺杂元素对ＷＯ３基Ｈ２Ｓ气敏元件灵敏度、选择性、稳定性,响应恢复特性及元件阻值的影响,得到了较为理想的Ｈ２Ｓ气敏元件。根据提出的气敏机理模型较好地解释了热处理温度、掺杂氧化物酸碱性及催化活性等对Ｈ２Ｓ气体灵敏度的影响。     

CdSnO_3纳米微粒的水热合成及气敏性能研究

采用水热法制备了CdSnO_3纳米微粒,通过X射线衍射和透射电镜分别对CdSnO_3的物相和形貌进行了表征。结果发现,样品为梭形和不规则的小颗粒。对基于CdSnO_3纳米微粒所制作的气敏元件在乙醇、三乙胺和苯中的气敏性能进行了研究。测试结果表明,在340℃的最佳工作温度下,元件对1000 mg/L的三乙胺的灵敏度达38.4,响应和恢复时间分别为15 s和11 s。     

铼掺杂WO3材料的VOCs气敏特性

通过掺杂法制得一系列不同Re2O7掺杂量的WO3粉体,测试了元件的气敏性能。研究发现：适量掺杂Re2O7,不仅可以显著降低WO3的电阻值,而且有利于提高WO3纳米材料对VOCs气体的灵敏度,其中掺杂量为6%（质量分数）的烧结型气敏元件在300℃下对VOCs有较高的灵敏度和选择性,是一种气敏性能很好的VOCs气敏元件。     

氧化锌基硫化氢气敏材料的研究进展

阐述了氧化锌基气敏材料的类型及现状,总结了单一氧化锌,金属掺杂氧化锌以及金属氧化物复合氧化锌气体传感器对硫化氢气体气敏性能的研究进展,简要分析了金属氧化物气体传感器的气敏机理,同时对氧化锌气体传感器的实际检测应用进行了分析和展望.     

氧化锌纳米阵列制备及气敏性能研究

为了研究氧化锌纳米线传感器的气敏性能,通过磁控溅射法和水热合成法制备了贵金属Pd掺杂的氧化锌纳米阵列,对制备所得的样品结构和样貌进行了分析,着重研究了掺杂对氧化锌纳米阵列气体传感器的气敏性能的影响,得到贵金属的掺杂能够提高对气体的响应度,并在一定程度上提高气体的灵敏性能。最后,分析了样品的气体传感机理。研究结果表明:在最佳温度下,金属Pd掺杂能够对原件的气敏性能进行改善。     

共沉淀法制备铬酸钬粉体及铬酸钬气敏元件的气敏性能

采用共沉淀法制备HoCrO3前驱体,将前驱体在不同条件下热处理得到铬酸钬纳米粉体。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对HoCrO3纳米粉体的晶体结构和微观形貌进行了表征,对用HoCrO3纳米粉制作的元件进行气敏性能测试,研究了热处理条件对HoCrO3气敏元件气敏性能的影响。结果表明：所制备的HoCrO3粉体为纳米颗粒,平均粒径约为50nm,属于钙钛矿型复合氧化物;采用800℃保温2h制备的HoCrO3气敏元件对三甲胺气体具有较高的灵敏度、良好的选择性和稳定性;样品的检测限较低,对体积分数为1×10^-7三甲胺的灵敏度为3。HoCrO3是检测三甲胺的一种很有应用前景的半导体气敏材料。     

磁控溅射碳纳米管SnO2材料性能的研究

采用磁控溅射的方法制备薄膜型碳纳米管SnO2气敏元件,通过对气敏元件在不同气体中的响应进行分析,以及对气敏元件进行SEM和XRD实验,研究碳纳米管SnO2材料的气敏性能。实验表明：磁控溅射碳纳米管SnO2气敏元件对NO2气体有很高的灵敏度,对其他气体不敏感。     

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。