铝盐掺杂TiO2棒状纤维的制备及其室温NOx气敏性

以钛酸四丁酯为钛源、Al(NO3)3为铝盐,采用静电纺丝法在600℃焙烧条件下制备出铝盐掺杂TiO2棒状纤维.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪等对纤维的形貌和组成进行了表征.研究了室温下铝盐掺杂TiO2纤维对NOx的气体敏感性能,并对其气敏机理进行了分析.结果表明:铝盐掺杂TiO2纤维为一维棒状结构,直径约为200nm.在室温条件下对NOx有较好的气敏响应,响应时间最短为6s,最低检测体积分数可达9.7×10-7.锐钛矿相的存在有利于NOx的吸附-脱附.铝盐掺杂TiO2纤维大幅提高了对NOx的气敏响应灵敏度,是一种在室温条件下极具潜力的气敏材料.     

四针状ZnO晶须(T-ZnO)的掺杂及其气敏特性研究

采用高温固溶工艺制备了Al3+,Fe3+和Ag+掺杂的T-ZnO气敏材料,并制作了烧结型厚膜气敏元件,测试了元件对H2S,NH3,C2H5OH和H2的敏感特性,研究了掺杂剂、掺杂工艺和材料形貌结构对T-ZnO材料气敏特性的影响规律。结果显示,T-ZnO材料对H2S和C2H5OH气体灵敏度较高,对H2和NH3等气体灵敏度较差;经过H2气氛热处理,掺物质的量百分数为0.1%Al3+的T-ZnO对气体表现出很高的灵敏度,在268.5℃时,对体积分数为10-4的H2S的灵敏度达160;同时,Al3+掺杂工艺改善了材料对H2S和C2H5OH的恢复-响应特性。在Fe3+掺杂ZnO样品中,出现第二相(ZnFe2O4)可以提高对气体的灵敏度。     

In2O3气敏元件的研制及影响因素的研究

以氯化铟为前驱体, OP-10为形貌控制剂, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米In2O3粉体, 并以TG-DSC, XRD, TEM等多种手段对粉体进行了表征.以此粉体为气敏材料, 采用涂敷烧结的方法制成旁热式气敏传感元件, 研究了该元件对三甲胺(TMA)的检测性能, 重点讨论存在NH3干扰情况下的气敏性能.结果表明 350 ℃煅烧1 h制备的In2O3粉体, 晶粒尺寸＜20 nm, 呈立方晶型; 该粉体制成的气敏元件对TMA气体的检测灵敏度比起H2, C2H5OH等气体要高的多, 因此可用于选择性检测TMA; 此外, 该元件对NH3也有一定的响应, 进一步研究发现NH3存在对TMA检测的影响主要是NH3在In2O3材料表面的吸附所至.掺杂Pd2+可提高In2O3材料的检测灵敏度, 降低检测温度; Pd2+的掺杂量在质量分数0.2%～5% PdCl2-In2O3范围内变化对TMA检测灵敏度的影响不明显.     

外磁场诱导Ni-ZnO型甲醛传感器气敏性研究

结合NiO和四针状纳米ZnO的优点,提出了利用平行和垂直气敏膜的磁场诱导Ni纳米颗粒在四针状纳米ZnO气敏膜中的分布来制备甲醛气体传感器的方法.介绍了制备方法,分析了对甲醛的敏感性及其气敏性机理,测试了在不同使用方式中的稳定性.实验结果表明:平行于厚膜表面的磁诱导5%的Ni掺杂ZnO厚膜具有较好的稳定性,同时,对甲醛具有最佳的气敏性和检测的重复性,以其作为甲醛气体探测器具有很好的前景.     

ZnO-Bi2O3混合氧化物厚膜的结构和气敏性能

采用金属蒸气氧化的方法制备了针状ZnO和椭球形Bi2O3纳米颗粒作为气敏厚膜的原材料，其中得到的Bi2O3为δ相和β相的混合物．通过XRD和SEM分析了ZnO、Bi2O3以及ZnO-Bi2O3混合物厚膜的物相和表面形貌，并测试了厚膜的电导和气敏性能．结果发现纯Bi2O3对乙醇和丙酮蒸气有一定的气敏性能，表现为P型导电；与纯ZnO相比，ZnO-Bi2O3混合物厚膜对苯、甲苯和二甲苯的敏感度降低，这与厚膜晶粒尺寸增大、其晶界势垒高度增大有关，然而Bi2O3可能作为一种弱的催化剂提高了厚膜对乙醇和丙酮的敏感性能．     

用沉淀-水解法制备ZrO2纳米晶须

用沉淀－水解法制备的ＺｒＯ２纳米晶须，其平均尺寸为直径４ｎｍ，长１０～２０ｎｍ，其晶相由Ｘ射线衍射确认为单斜相，对其开头和大小进行了透射电镜和激光散射分析，ＺｒＯ２纳米晶须在水溶液中出现软团聚，团聚体平均尺寸约为９０ｎｍ，纳米级ＺｒＯ２粒子对乙醇及丁烷有好的气敏性，比用直接水热法制备的敏感性能提高３０％左右。     

氧化锌掺杂改性研究进展

氧化锌半导体材料既是优良的压电材料,也是性能优异的多功能材料,在太阳能电池、显示器件和气体传感器等电子元器件领域以及光催化降解有机污染物领域的应用受到重视。综述了不同掺杂元素对氧化锌材料的光、电、磁、气敏以及变阻等特性的影响,针对氧化锌掺杂的研究现状,提出了今后的研究方向:研究掺杂原子的选择定则;加强掺杂氧化锌材料的应用研究;深入研究氧化锌掺杂引起半导体特性改变的机理。