SnO_2纳米粉体的制备及其气敏性能研究

以Sn粒为原料,在柠檬酸体系中,用sol-gel法合成了具有四方晶系的SnO2粉体。用XRD、TEM对产物的组成、粒径、形貌进行了表征。结果表明:产物为平均粒径25 nm左右的圆球形颗粒。另外,在最佳工作温度300℃时,采用静态配气法测试了材料的气敏性能,发现SnO2对体积分数为5×10–5的氯气的灵敏度高达805,而且对其它气体有很好的抗干扰能力。元件的响应恢复特性良好,响应时间和恢复时间分别为3 s和7 s。

SnO_2纳米粉体制备条件的优化选择

采用溶胶-凝胶法制备SnO2纳米粉体,研究盐溶液起始反应浓度、反应温度、洗涤方式、焙烧温度等因素对SnO2纳米粉体性能的影响,并运用XRD、SEM、TG-DTA、UV-Vis等方法对SnO2纳米颗粒晶粒尺寸、表面形貌以及光学性能进行表征。结果表明,在盐溶液反应浓度为0.2mol/L、反应温度为70℃的条件下,采用混合洗涤沉淀法制备SnO2前驱体,其湿凝胶表面颗粒分散较为均匀;将SnO2前驱体于500℃温度下焙烧,可制得光学性能较好、平均晶粒尺寸约为30nm的SnO2粉体。

聚合物前驱体法制备(Ce,Cu)-SnO_2纳米粉体及其烧结行为

采用聚合物前驱体法制备了CeO2-CuO—doped SnO2纳米粉体,并研究了掺杂SnO2纳米粉体的无压烧结行为.结果表明:乙二醇、柠檬酸与金属离子的摩尔比为6∶3∶1时制得的掺杂SnO2粉体为分散良好的球形颗粒,大小为～15nm,粒度分布范围窄;CuO掺杂可显著提高SnO2的烧结性能, CeO2-CuO复合掺杂可进一步降低SnO2陶瓷的致密化温度;1.O％CeO2-1.5％CuO-doped SnO2可在1050℃烧结致密,相对密度达96％以上;两步法(先升温到1050℃保温15min,然后降到980℃烧结5h)烧结的1.O％CeO2-1.5％CuO-doped SnO2陶瓷相对密度为96.1％,其晶粒<800nm.

微波水热法制掺铈SnO_2纳米气敏材料及其性能

采用微波水热法制备SnO2纳米粉体,应用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对粉体进行结构表征和微观形貌观察;以所得粉体为原料制备厚膜气敏元件,对其进行气敏性能测试。结果表明:铈离子(Ce3+)的掺杂对SnO2晶粒的生长有抑制作用,掺杂后颗粒粒径约为50 nm;前驱体煅烧温度为700℃时,Ce3+的掺杂可改变SnO2气敏元件对某些气体的灵敏度,当工作温度为370℃时,掺杂x(Ce3+)=5%的气敏元件对乙醇的灵敏度达到20.5,对丙酮的灵敏度达到22,均高于未掺杂Ce3+的气敏传感器的灵敏度;Ce3+的掺杂可以降低厚膜气敏元件的本征电阻,提高其工作稳定性。

纳米材料CuO-SnO_2的实验研究

用SnCl4和Cu（NO3）2无机盐为初始原料，采用Sol-Gel（溶胶-凝胶）法制备了平均尺寸10～15nm的CuO-SnO2纳米粉料，运用X射线衍射（XRD）并结合透射电镜（TEM）分析手段分别对纳米SnO2粒径以及掺杂CuO的纳米SnO2粒径进行了较为全面的表征，同时运用差热-失重分析（DTA-TG）方法分析了纳米CuO-SnO2的形成过程。实验表明：与纯SnO2相比掺杂CuO可以有效阻碍SnO2纳米晶体的生长和团聚；以无机盐为原料，采用Sol-Gel（溶胶-凝胶）法制备CuO-SnO2纳米粉体切实可行。