In_(2)O_(3)-Mn_(2)O_(3)复合纳米棒的两步水热法合成及其在氢气传感器中的应用

文中以In(NO_(3))_(3)·4.5H_(2)O为铟源,KMnO_(4)为锰源,PVP为添加剂,分别以水和无水乙醇为溶剂,通过两步水热法成功合成了In_(2)O_(3)-Mn_(2)O_(3)复合纳米棒。采用XRD、SEM、XPS对复合材料的物相组成、微观形貌和元素价态进行了表征和分析,并将In_(2)O_(3)-Mn_(2)O_(3)复合材料组装成气敏传感器元件进行氢气的气敏性能研究。结果表明,相比于In_(2)O_(3),In_(2)O_(3)-Mn_(2)O_(3)传感器的最佳工作温度降低至325℃,且In_(2)O_(3)-Mn_(2)O_(3)传感器在重复性实验中对氢气具有高灵敏度,优异的选择性、重复性和稳定性。复合材料表面丰富的气体吸附位点和p-n异质结使其具有优异的传感性能。

模板法制备α-MoO_3纳米棒和纳米矩形片及光谱表征

以(NH4)6Mo7O24.4H2O为钼源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过强酸性离子交换树脂(R-H)进行静态交换制备出前驱物,前驱物在600℃经不同时间焙烧,制备了α-MoO3纳米棒和纳米矩形小片。用FTIR,XRD,TEM和SEM等测试手段对样品的相态、结构和形貌进行了光谱表征,结果表明:前驱物经过600℃焙烧4和8h后,分别得到长度约1～1.6μm,直径约0.10～0.20μm,长径比为8的α-MoO3纳米棒和长度约0.14～0.18μm,宽度约60～80nm,厚度约28～32nm的纳米矩形小片。该法制备工艺简单,不用人为地调节pH、省去过多洗涤等过程,树脂可再生重复使用,副产品氯化铵可回收利用,无环境污染。

水热合成一维α-MoO_3纳米棒及其湿敏性能研究

采用水热法,以钼酸铵和硝酸为原料合成了一维纳米α-MoO_3棒状材料,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其物相及形貌进行了表征。一维α-MoO_3纳米棒直径为200~300nm,长度为5~10μm。一维α-MoO_3纳米棒表现出良好的湿敏性能,所制得的传感器在100Hz、11%~95%湿度范围内,其复阻抗-相对湿度关系在半对数坐标下有5个数量级的变化,线性度好。元件的恢复和响应时间较短,分别为3s和35s,元件的湿滞约为4%RH。利用器件在不同湿度下的阻抗图谱建立了相应的等效电路,分析其电导过程。结果表明,在低湿度范围内,器件传导主要依靠一维α-MoO_3材料内少量的自由电子传导以及材料本身束缚电荷的极化;在高湿度范围内,吸附水分子的分解和极化所引起的离子导电占主导地位。

α-Fe_2O_3纳米棒的制备及其丙酮气敏性能

在合成原料浓度较高的情况下,利用水热合成的方式制备得到了α-Fe_2O_3纳米棒,有效提高了水热合成纳米粉末的产量,利用超声处理的方式将团聚的α-Fe_2O_3纳米棒进行了有效分离。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了物相分析和形貌观察。测试这种纳米材料在不同温度下对丙酮的气敏性能,通过这种方法制备得到的气敏材料对丙酮具有良好的响应特性,具有工作温度低、检测极限低、选择性和稳定性良好等优势。

SnO_2纳米晶修饰多孔Co_3O_4纳米棒的制备及气敏性能研究

以CoCl2.6H2O和CO(NH2)2为原料采用水热法合成多孔Co3O4纳米棒,之后通过自组装的方法将SnO2纳米晶修饰到多孔Co3O4纳米棒上。研究了SnO2纳米晶修饰对多孔Co3O4纳米棒气敏性能的影响。气敏测试结果表明SnO2纳米晶的修饰明显增强了多孔Co3O4纳米棒对CH3CH2OH和H2S的响应,对CH3CH2OH和H2S的检出下限分别达到5.0×10-6和1.0×10-6。

Fe2O3纳米棒的制备及其H2S气敏性能研究

为快速检测H2S泄漏,以一步水热法制备的Fe2O3纳米棒为基础,制备了H2S气体传感器。研究表明,该传感器在300℃工作温度下对10μmol/mol的H2S的灵敏度为2左右,响应时间为12s左右,恢复时间约4s。而且该传感器具有优异的稳定性和选择性,对CH4、CO等多种气体响应较差,适合用于长时间快速检测H2S气体的泄漏。

正交氧化钼传感器的制备和硫化氢气敏性能研究

利用水热法制备了α-MoO3纳米棒传感器材料,进而制备了α-MoO3纳米棒粉末的平面型气体传感器,并基于CGS-1TP智能气体检测分析系统研究了其对H2S气体的气敏特性.结果表明:制备的α-MoO3材料结构呈现棒状形态,平均长度和宽度分别约为300 nm和100 nm.制备的α-MoO3纳米棒传感器对体积分数为20×10^-6的H2S进行气体响应测试的最佳操作温度为180℃,对应的气体响应值为14.92,响应和恢复时间分别为7 s和11 s,同时对体积分数为10×10^-6~100×10^-6的H2 S表现出较高的线性度和优异的稳定性.

氧化镓纳米棒的超声法制备及湿敏特性研究

以商业氮化镓(GaN)粉末为原料,经简单超声辅助的方法成功制备出氧化镓(Ga_2O_3)纳米棒。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对其结构、形貌及成分进行表征分析。结果表明材料为纳米棒状多孔结构,直径和长度范围分別在100 nm和2μm左右,并且Na^+和K^+被成功地掺杂。湿敏材料旋涂在预先涂覆有Ag-Pd叉指电极的Al_2O_3陶瓷基片上制作成湿敏测试元件。对其湿敏性能进行测试,結果表明:Ga_2O_3纳米棒传感器的阻抗随着湿度的变化曲线表现出良好的线性响应和稳定性,在100 Hz频率下,当环境中的相对湿度(RH)从11%到95%变化时,该湿度传感器阻抗变化超过四个数量级,响应和恢复时间分別为1 s和6 s,其最大湿滞为3%RH。优异的湿敏特性可能源于一维Ga_2O_3纳米结构和离子掺杂的协同效应。

纳米棒Pt-WO3微结构光纤氢气传感器

制备了一种纳米棒Pt-WO3螺旋微结构光纤布拉格光栅(FBG)氢传感器。采用飞秒激光对光纤布拉格光栅包层进行了螺旋微结构的制备,通过水热法合成了纳米棒WO3,然后分解Pt(acca)2前驱体,合成Pt-WO3纳米棒颗粒,将两种金属的原子比控制在Pt∶W=1∶5,将纳米棒Pt-WO3镀在FBG微结构包层上。相比镀Pt-WO3膜的标准FBG,Pt-WO3纳米棒微结构FBG氢传感器灵敏度提高了1.5倍,传感器在1%氢气体积分数下的响应时间为15~30 s,该传感器在氢气传感领域具有良好的应用前景。