SnO_2超微粒薄膜多功能气体传感器

为了制造一种新型的多功能气体传感器,我们研制了二氧化锡超微粒薄膜,并对其结构作了深入的分析;此外,还研制了SnO_2超微粒薄膜多功能气体传感器,优选了它以上的结构,测试了它的气敏特性。本文是对以上研究的扼要论述。     

二氧化锡超细粉体制备方法综述

本文综述了采用溶胶-凝胶法、水热法、化学沉淀法、硝酸氧化法、气化法等制备超细SnO2的研究进展,阐述了不同方法制备超细SnO2粉体的过程、条件及原理,并分析了这些制备超细SnO2方法的特点及存在的不足,开拓了其未来的发展前景.最后,指出了重点研究方向应是改善SnO2的制备工艺及进一步提高其纯度.     

二氧化钛/锑掺杂二氧化锡/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光阴极保护性能研究

通过原位生长制备了锑掺杂二氧化锡/还原氧化石墨烯(Sb-SnO₂/RGO)复合材料,再通过水热法生长TiO₂制备了TiO₂/Sb-SnO₂/RGO复合材料。采用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见光、荧光光谱和光电化学等技术对材料的晶体结构、形貌、光吸收特性和电子复合情况进行了表征。结果表明:TiO₂与Sb-SnO₂形成了异质结构,扩大了复合材料的光响应范围,RGO的引入增强了复合材料在可见光区的响应,并提高了电子迁移速率。与TiO₂相比,TiO₂/Sb-SnO₂/RGO复合材料具有更佳的光阴极保护性能。     

g-C3N4/SnO2异质分层结构的水热合成及其气敏性能研究

采用一步水热法合成了不同比例(0,1%,3%,5%,7%,9%(质量分数))异质分层结构的g-C_3N_4/SnO_2复合材料。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描(SEM)和透射(TEM)电子显微镜、BET比表面积测试和发致发光光谱(PL)对材料的晶体结构、形貌、化学组成和光学性能进行了表征。将制备的复合材料应用于气体传感器,对乙醇进行气敏性能测试。结果表明,复合5%(质量分数) g-C_3N_4的SnO_2气体传感器的最佳工作温度为270℃,对40×10~(-6)乙醇的灵敏度达到77.5,是纯SnO_2气体传感器的灵敏度的8.4倍。最后,对复合材料g-C_3N_4/SnO_2的气敏性能优化机理进行了分析讨论。     

纳米SnO2及分子筛封装纳米SnO2簇的氢还原研究

研究了液相法制备的纳米SnO2和分子筛封装的纳米SnO2簇（Cluster）的氢还原情况，实验发现，与普＆SnO2微粒相比，纳米SnO2超微粒和分子筛封装的纳米SnO2簇的氢还原起始温度可降低100℃～150℃，氢还原起始表观活化能大小为SnO2微粒＞纳米SnO2微粒＞分子筛封装纳米SnO2簇。     

微波辐射法制备活性二氧化锡并催化合成乙酰水杨酸

利用微波辐射处理五水四氯化锡溶胶制备出活性二氧化锡，小试研究活性二氧化锡催化合成乙酰水杨酸，并研究了酯化反应的优化条件，结果表明：微波辐射法制备的二氧化锡呈现出较高的催化活性和选择性，其催化合成乙酰水杨酸产率比以浓硫酸为催化剂的产率高，也明显高于一般普通二氧化锡催化产率；活性二氧化锡催化酯化反应的最佳时间为45min，最佳温度为85℃，乙酸酐与水杨酸的最佳物质的量比为2：1．活性二氧化锡催化剂安全无毒，克服了浓硫酸的强腐蚀性、强氧化性、难于与产品分离、对环境污染大等诸多缺点，因此，活性二氧化锡可望成为一种较好的能取代液体浓硫酸并对环境友好固体酸催化剂。     

碱土金属氧化物——SnO2薄膜乙醇敏感元件的研究

采用真空镀膜,溶液浸泡,灼烧热分解方法制备了掺系列碱土金属氧化物的ＳｎＯ２敏感元件,在对乙醇等七种气体的测试结果表明,掺碱土金属氧化物的ＳｎＯ２元件普遍提高了对乙醇的灵敏度和选择性,而对其余气体同末掺杂元件相似,几乎不敏感,实验结果还表明,碱土金属氧化物对元件的增敏作用按ＭｇＯ,ＣａＯ,ＳｒＯ,ＢａＯ的顺序依次减弱。在敏感机理方面,提出了流过元件电流的公式,对元件的敏感机理作了初步探讨。     

新型一氧化碳敏感元件研究

以SnO2为基体材料,掺杂Pd、Al、Tl、La、Sb、黏土等材料,并对其进行表面处理,制成对50～5000ppm浓度的一氧化碳翥能响应,稳定性好和灵敏度高的半导体陶瓷敏感元件。