Au负载的Co掺杂ZnO分级微球制备及其丙酮气敏性能研究

采用一步水热法制备了Au负载的Co掺杂ZnO分级微球,对其形貌和结构进行了表征分析,研究了Au负载和Co掺杂对ZnO分级微球气敏性能的影响。结果表明,对于100×10^(-6)丙酮,Au负载的Co掺杂ZnO分级微球比单纯的ZnO分级微球具有更低的最佳工作温度(160℃)和更高的响应度(232),且具有较快的响应恢复速度以及较好的气体选择性。进一步对Au负载和Co掺杂的气敏增强机理进行了讨论。

Ag掺杂SnO_(2)纳米花的制备及对乙醇气敏性能研究

通过一步水热法制备了不同Ag掺杂量(质量分数分别为2.5%、5%和10%)的Ag/SnO_(2)纳米花复合材料。采用X射线粉末衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行结构和形貌表征,结果表明,所制备的Ag/SnO_(2)复合材料是纳米片自组装的花状结构。气敏性能测试表明,Ag/SnO_(2)复合材料对乙醇展现出良好的选择性。在350℃的工作温度下,Ag/SnO_(2)纳米花复合材料对乙醇气体具有较高的灵敏度,比纯SnO_(2)材料响应更快,且随着Ag掺杂量的增加而提高。2.5%Ag/SnO_(2)对100×10^(-6)乙醇的响应时间约1s,恢复时间约2s,循环测定5次后仍具有较高的稳定性。Ag掺杂SnO_(2)纳米花传感器可为检测乙醇气体提供有益的参考。

聚苯胺半导体材料的制备及对三乙胺气敏性能研究

为了对三乙胺气体进行有效、快捷地检测,通过静置法制备了聚苯胺(PANI)半导体材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FT-IR)等测试方法对PANI半导体材料进行了微观结构及表面形态的表征,并对其气敏特性进行测定。通过对三乙胺气体的测定和分析,发现PANI半导体材料对三乙胺气体的敏感性较其他气体高。结果表明:在270℃的工作温度下,PANI半导体传感器对100×10^(-6)三乙胺的灵敏度为74.6,响应时间为9s,恢复时间为6s。在同种气体氛围和相同的温度条件下,连续6次重复实验,PANI半导体材料仍具有一定的稳定性。

钨酸盐纳米材料的低热固相化学合成及气敏性能研究

设计和制备一维、二维和特殊形貌纳米材料并研究其性能一直是纳米材料研究的热点领域。利用简单、有效的方法合成尺寸可控、均匀、分散的一维、二维以及具有特殊形貌的纳米材料,研究它们的特殊性能,探讨它们的应用,将促进纳米材料的研究以及应用。本论文采用简单方便的低热固相化学反应方法合成了不同形貌的钨酸盐纳米材料,采用X-射线粉末衍射仪进行组成分析,采用电子显微镜观察样品的形貌和粒径大小,测试了这些材料对于多种有毒有害气体的敏感性能。

珊瑚状镧铁金属氧化物复合材料的制备及其气敏性能研究

以硝酸镧、硝酸铁为原料,尿素为沉淀剂,十六烷基三甲基溴化铵为分散剂,采用微波-超声辅助法和煅烧工艺,制备珊瑚状镧铁金属氧化物复合材料用于三乙胺检测,考察不同镧铁摩尔比对材料结构和气敏性能的影响。结果表明:当原料中镧铁摩尔比为2∶1时,获得的珊瑚状镧铁金属氧化物复合材料LFO1在工作温度为250℃时对100×10^(-6)g/mL三乙胺气体的灵敏度响应值达到505,检测限为2.8×10^(-6)g/mL,并具有良好的选择性、稳定性以及快速响应特性。这种优异的气敏性能归因于珊瑚状结构所具有的大比表面积为LFO1提供了大量活性位点,从而增强其对三乙胺气体的吸附和扩散能力。

基于预混滞止火焰合成的纳米SnO_(2)气敏性能研究

采用预混滞止火焰合成二氧化锡(SnO_(2))纳米颗粒,分析其物相、微观形貌。与化学合成SnO_(2)相比,火焰合成SnO_(2)粒径更小,仅53nm左右,且粒径分布窄,分散性强。将2种方法合成的SnO_(2)制作成传感器,研究两者对乙烯(C_(2)H_(4))的响应情况。结果显示,在500×10^(-6)C_(2)H_(4)下,火焰合成SnO_(2)的最大响应值为5.82,是化学合成SnO_(2)的2倍多。火焰合成SnO_(2)最佳工作温度为400℃,比化学合成SnO_(2)最佳工作温度低60℃。随着C_(2)H_(4)体积分数增加,火焰合成SnO_(2)的响应值增大,并与化学合成SnO_(2)的差距越来越大。SnO_(2)的响应速度随气体体积分数增大先降后升,最后达到稳定值,其中火焰合成SnO_(2)相比化学合成SnO_(2)在达到稳定值时,响应时间减少了2~3s。探究其响应机理,火焰合成SnO_(2)提高气敏性能主要得益于颗粒尺寸的缩小。

过渡金属硫化物WS_(2)气敏性能及敏感机理研究

采用焙烧分解法合成了过渡金属硫化物WS_(2),对其形貌、结构和成分进行了表征分析,制备了WS_(2)气体传感器,研究了其对环境污染气体NO_(2)及多种干扰气体的气敏性能。实验结果显示,相较于其他干扰气体,WS_(2)气体传感器对NO_(2)的响应灵敏度最高,具有良好的长期稳定性和气体选择性。基于密度泛函理论计算了WS_(2)分子对NO_(2)及其干扰气体的吸附能、电荷差分、态密度等微观电子特性,分析了过渡金属硫化物WS_(2)对NO_(2)的吸附机理。基于密度泛函理论的机理分析与实验结果相一致。

气体传感器气敏性能测试技术研究进展

对国内文献报道的气体传感器气敏性能测试系统的设计开发情况进行综述。从配气系统、数据处理系统、软件开发三个方面对半导体型气体传感器测试系统的组成进行了概述。配气系统为气敏性能测试提供一定浓度目标气体,分为静态配气法和动态配气法,动态配气法制备出的气体精确度较高,误差较小,可以连续制备气体,是目前主要配气方式。控制器是测试系统的核心部件,负责接收、处理、储存传感器与目标气体反应产生的信号,应用较多的是单片机,其次是ARM微控制器,但都存在内存和存储空间有限的问题。测试软件主要功能是发送指令,实现整个测试系统的有序运行,并实时显示测试结果,目前开发工具种类较多,其中LabVIEW较受青睐。未来气敏测试系统的测试精确度和测试效率还需进一步提高,研究开发功能更加全面的测试系统,来满足其它类型传感器测试需求。

掺杂稀土氧化物的ZnO材料的制备及气敏性能

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO及掺杂Y2O3、La2O3、CeO2的ZnO纳米微粒。利用X射线衍射仪、透射电镜对材料的结构进行了表征。研究了不同掺杂对材料的气敏性能的影响。研究表明,在工作温度305℃时,掺入质量分数为8%的CeO2后,材料对H2S气体有很好的灵敏度和选择性及较好的响应-恢复特性。并对气敏机理进行了探讨。

热解法制备纳米SnO_2及其气敏性能研究

Nanosized SnO 2 powders were synthesized by using the direct pyrolysis means from SnC 2O 4 .The specimens were characterized by TEM, XRD, TG-DTA, FTIR and BET. TEM and XRD showed that the SnO 2 crystallines were less than 8 nm in diameter together with a narrow particle size distribution. BET showed that the surface area of SnO 2 was 115.2 m 2/g. FTIR spectra revealed that the absorptions of Sn—O and —OH bonds in SnO 2 ultrafine powders were red-shifted and broadened. According to the curve of TG-DTA, SnC 2O 4 transformed into SnO 2 completely after being calcined at 250 ℃. Further gas sensing experiments testified that the response and recovery times to C 2H 5OH were shorter than those obtained by the conventional precipitation method.

室温固相合成纳米ZnS及其气敏性能研究

以无机盐ZnSO4·7H2O和Na2S·9H2O为原料,用室温固相化学反应合成了ZnS;用XRD、TEM对产物的组成、大小、形貌进行了表征;用TG-DTA确定了ZnS的稳定温区.结果表明,产物为纳米颗粒,平均粒径为15nm左右,且610℃以下能在空气中稳定存在.另外还采用静态配气法测定了材料的气敏性能,发现ZnS对H2S有很高的灵敏度,且抗干扰能力强,有很好的应用前景.

共沉淀法SnO_2-WO_3粉体的气敏性能研究R&D

采用化学共沉淀法制得不同掺杂量的SnO2-WO3粉体,探讨了掺杂量、热处理温度、元件工作温度与WO3气敏性能的关系。研究发现:SnO2的添加抑制了WO3晶粒的生长,提高了其气体灵敏度。其中以0.5%(质量分数)的掺杂量为最佳,可进行H2S气体的选择性检测。

金修饰ZnO纳米棒阵列制备及对甲醛气敏性能

通过两步溶液法在氧化铝陶瓷管上先制备出ZnO纳米棒阵列,再用真空蒸镀法在ZnO纳米棒表面形成一层均匀Au膜,于500℃下热处理得到Au纳米颗粒修饰的ZnO(Au-ZnO)纳米棒阵列体系。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)对ZnO纳米棒阵列和Au-ZnO纳米复合体系进行表面形貌表征和结构分析。气敏性能测试结果表明,Au-ZnO纳米复合体系在300℃下对1000μL·L-1甲醛的灵敏度为41.5,而在200℃下灵敏度仍能达到10.3,表明可以制备低工作温度下气敏性能良好的甲醛气敏传感器。

微乳液法制备ZnO纳米粉体及其气敏性能研究

通过一种新型微乳液法制备了粒径为20 nm的ZnO粉体。利用X射线衍射仪、透射电镜对材料的形貌、结构进行了表征。研究表明,用微乳液法制备的ZnO结晶情况良好,并且粒径较小,分布均匀。另外,对该材料的气敏性能进行了研究。在工作温度335 时,微乳液法制备的ZnO对Cl2表现出较好的灵敏性和选择性。并对气敏机理进行了探讨。

高纯纳米ZnSnO_3气敏材料的制备及气敏性能

用草酸-氨水共沉淀法制备了ZnSnO_3粉体，适当烧结后制备了一种对乙醇具有高灵敏度和高选择性的传感器。用X射线衍射仪和电镜对其成分和形貌进行分析。此外，用DSC-TG检测了草酸-氨水共沉淀法制得的前驱体反应过程，并与其它方法如：固-固反应、氨水反应制备出的粉体作了比较。结果发现：草酸-氨水共沉淀法制备的前驱体，在600℃，30 h热处理后，可以获得高纯纳米ZnSnO_3粉末。由这种粉末经700℃烧结2 h制成的传感器对乙醇的灵敏度可达13.329。在有其它气体共存时，这种气敏传感器对乙醇具有良好的选择性。在30 d的连续检测下，具有很好的稳定性。

CuO掺杂纳米SnO_2的气敏性能研究

采用柠檬酸溶解–热解法制备纳米SnO2,并对其进行由不同Cu源制备的CuO粉体机械混合掺杂,进而对掺杂氧化物进行XRD表征,采用静态配气法测试其气敏性能。结果表明:少量的CuO机械混合可掺入纳米SnO2粉体的晶格中,以CuSO4为原料制备的CuO掺杂,可有效提高SnO2粉体对H2S气体的气敏性能,且以5%CuO掺杂量(质量分数)在120℃时,对0.0005%H2S的气敏性能最好,灵敏度可以达到4545。

纳米ZnO的制备及其气敏性能

通过螯合物分解法、微乳液法、溶胶 凝胶法制备了不同粒径的纳米ZnO粉体。利用X射线衍射仪、透射电镜对材料的形貌、结构进行了表征。结果表明 ,3种ZnO均为六方晶系纤锌矿结构 ,与其它 2种方法比较 ,微乳液法制备的纳米ZnO粒径较小 ,为 2 0nm左右 ,且分布较集中。研究了不同制备方法对材料的气敏性能的影响。在工作温度 335℃时 ,螯合物法ZnO和溶胶 凝胶法ZnO对Cl2 的灵敏度均低于 30 ,且选择性差。而微乳液法ZnO对Cl2 的灵敏度高达 5 12。响应时间不到 5s,恢复时间达数分钟。

SnO_2纳米薄膜的制备、显微结构及气敏性能

以SnCl2 ·2H2 O和无水乙醇为原料 ,采用溶胶 凝胶方法制备了SnO2 透明溶胶 ,通过浸渍提拉技术制备了SnO2 纳米薄膜 ;利用XRD、UV和AFM技术研究了薄膜的结构和形貌。结果表明 ,SnO2 纳米薄膜的球形粒径约 5nm ;随着薄膜沉积层数的增加 ,其电子光谱的吸收呈线性增加 ,膜电阻则逐渐减小并趋于稳定值。薄膜对 1 0 0～ 1 0 0 0 μL/L的乙醇和丙酮都有较好的敏感性和响应 恢复特性 ,对 80 0 μL/L的气体响应和恢复时间分别为 3 0和 60s。

聚噻吩/WO_3复合纳米材料的制备及气敏性能

采用水合肼法制备WO3粉体,再以无水FeCl3作氧化剂,通过原位化学氧化聚合制备了不同聚噻吩(PTh)掺杂量的PTh/WO3复合纳米材料。并研究了用其制备的气敏元件的气敏性能。结果表明:气敏元件对H2S和NOx有较高的灵敏度和较好的选择性。用质量分数w(PTh)为5%的PTh/WO3复合纳米材料制备的气敏元件,在加热电压为2.25V时,对体积分数φ(NOx)为5×10–6的灵敏度可达77.14;用w(PTh)为20%的PTh/WO3复合纳米材料所制之气敏元件,在加热电压为2.43V时,对φ(H2S)为20×10–6的灵敏度达63.27。

CeO_2/SnO_2纳米材料的制备与气敏性能研究

本文应用溶胶-凝胶法制备了7种不同成分和煅烧温度的CeO2／SnO2材料，应用X射线衍射方法对其中的3种进行了结构表征和粒度分析，运用自组装的气敏性能设备检测了该7种不同成分的CeO2／SnO2材料的气敏性能，简要分析了其气敏机理。结果表明：掺杂CeO2有利于SnO2晶粒的细化；掺杂CeO2和La2O3可改变或提高SnO2气敏材料对某些气体的气敏性能；煅烧温度在600℃～800℃之间，掺杂2％CeO2的CeO2／SnO2气敏材料，随煅烧温度上升，气敏性能下降；煅烧温度600℃、掺杂5％CeO2的CeO2／SnO2气敏材料，对乙醇具有较高的灵敏度和选择性，具有开发应用价值；CeO2／SnO2气敏材料的气敏机理为表面电导控制型。