Ni掺杂SnO_(2)纳米棒的室温氢气敏感性能研究

氢气是一种理想的可再生清洁能源。利用快速灵敏、准确可靠的氢气传感器对环境中的氢气浓度进行实时监测,是保障氢能安全应用的关键。研制可在常温下快速准确运行的新型半导体氢气传感器是本领域研究人员关注的热点。本文采用一步水热法合成Ni掺杂SnO_(2)纳米棒,研究了Ni掺杂含量对产物物相、形貌、组分和氢敏性能的影响。结果表明,Ni掺杂SnO_(2)纳米棒为四方金红石结构,随着Ni/Sn原子百分比从1.1%提升至16.7%,纳米棒直径降低、长径比提升,对3000ppm氢气的响应度呈先增大后减小的趋势。当Ni/Sn原子百分比为3.7%时,所得氢敏元件性能最佳,其响应度和响应时间分别为79.11和71 s,且具有优异氢气选择性。Ni掺杂引起材料长径比和氧空位缺陷浓度增加是材料性能提升的主要原因,该方法可为开发高性能室温半导体氢气传感器提供可行途径。

氧化钨纳米线-单壁碳纳米管复合型气敏元件的室温NO_2敏感性能与机理

利用溶剂热法合成了一维的氧化钨纳米线,通过掺入适量单壁碳纳米管(SWNT)制备了基于氧化钨纳米线-SWNT复合结构的室温气敏元件并评价了其对NO_2气体的室温敏感性能.利用X射线与扫描电子显微镜表征了材料的微结构,结果表明,合成的氧化钨纳米线具有单斜的W_(18)O_(49)结构,复合材料中SWNT被包埋在氧化钨纳米线中间.气敏性能测试结果表明,氧化钨纳米线-SWNT复合结构气敏元件在室温下对NO_2气体表现出了高的灵敏度和超快的响应特性;较低的SWNT掺入量对获得好的气敏性能有利.分析了基于复合结构材料气敏元件的可能的气敏机理,认为元件良好的室温敏感性能与SWNT掺入在复合结构材料中引入大量的贯穿气孔和p-n异质结有关.