稀土SnO2半导体氧化物的气敏性质研究

制作了掺 La_2O_3,CeO_2,Pr_6O_(11),Nd_2O_3稀土氧化物的 SnO_2烧结型半导体气敏元件,测定了它们对于乙醇、丙酮、煤气、甲烷等十多种气体的气敏特性,结果表明上述元件的灵敏度和选择性均比不掺稀土的 SnO_2元件高,此外,考察了元件的加热功率对灵敏度的影响,发现稀土对于某些气体具有化学增感作用.     

从催化动力学观点看气敏半导体元件的稳定性

气敏半导体材料在接触某些气体时,电阻发生变化,这种效应已被应用于气体的监测,而应用中的重要问题之一,是元件的稳定性。对稳定性问题,也已积累了一些经验。从广泛积累的材料来看,造成不稳定的原因可归纳为两种:一种是外因,即外在条件的不统一造成的。这些条件包括环境中各种非欲测气体的干扰、温度的波动、加热电压电流的波动、周围气体的流动等。这些条件在检测时,应当尽量一致,但这不是元件本身的问题。除外部条件外,总有元件本身的内在原因。外因是变化的条件,内因是变化的根据,外因通过内因而起作用。本文试从催化作用的角度,分析一下元件自身的性质及其与稳定性的关系。作为气敏半导体元件的材料,大都为金属氧化物半导体,如SnO_2、ZnO、V_2O_5、V_2O_5     

甲醛气体传感器的研究

以纳米材料SnO_2、Zn O为原料的气敏传感器对大多数VOC气体具有敏感性.以SnO_2和ZnO为基料制作旁热式甲醛气敏元件,并比较二者的气敏特性.选用对甲醛敏感的SnO_2材料作为元件基料,为改善其对甲醛的气敏特性,选择0.3%La_2O_3、0.5%La2O3、0.7%La_2O_3的3种比例掺杂,运用控制变量法分别在不同烧结温度和不同工作温度下进行测试.结果表明:掺杂0.3%La_2O_3的SnO_2气敏元件在烧结温度为700℃,工作温度为300℃下对甲醛的气敏特性良好.     

新型α-Fe_2O_3-SnO_2气敏元件的研制

采用混合盐溶液共沉淀法,我们配制出残存SO_4~(2-)的α-Fe_2O_3-SnO_2气敏材料,通过控制和改善材料的微观构造,提高了不添加资金属催化剂的α-Fe_2O_3的气敏活性。研制出旁热式气敏元件、测试了静态特性。该元件具有成本低、功耗低、输出线性好,不易受乙醇干扰及机械强度高特点。     

二氧化锡材料对异丙醇的敏感特性研究

基于纳米材料SnO_2的气敏元件对大多数的挥发性气体具有敏感性,以SnO_2为基料制备了旁热式异丙醇气敏元件.对比了纯SnO_2气体元件和掺杂ZnO气体元件对异丙醇的气敏特性,通过控制变量法,选择在相同的烧结温度或工作温度下进行测试.结果表明:在烧结温度为400℃,工作温度为300℃的条件下,掺杂为1%ZnO的SnO_2气敏元件对异丙醇气体的气敏特性较好.讨论了SnO_2材料对异丙醇的敏感机理.     

α—Fe2O3超微粒的制备及其气敏性能的研究

本文采用制备超微粒的方法制得α—Fe_2O_3,并用该材料制作成α-Fe_2O_3系气敏元件。由该材料及添加微量元素后所制作的元件对乙醇有良好的选择性和灵敏度。文中同时也讨论了不同加热功率、不同的电极材料对元件气敏性能的影响。并对α-Fe_2O_3的气敏机理作了扼要的讨论。     

ZnO/SnO_2双层薄膜型气敏传感器

将纯的ZnO及SnO_2采用等离子溅射法制成ZnO/SnO_2双层膜,用XPS,SEM,XRD等手段对薄膜进行了分析测试。比较了单层SnO_2及ZnO薄膜与双层ZnO/SnO_2膜的气敏性质,发现双层膜较单层膜在灵敏度及选择性上都有所提高。简单讨论了元件的气敏机制。     

添加离子对α—Fe2O3气敏性能影响的研究

本文通过对各种添加微量金属离子的α-FeOOH脱水转变为α-Fe_2O_3的热力学数据及其粒子形貌和其相应材料制备成气敏元件的性能研究,对添加离子于α-FeOOH粒子生成的影响以及脱水后相应α-Fe_2O_3气敏性能影响的原因进行了讨论。并且,根据对添加不同量Sn~(4+)的α-Fe_2O_3样品进行穆斯堡尔谱的测定,讨论了添加离子对α-Fe_2O_3气敏性能影响的机理。     

气敏半导体材料催化性能的研究

(一)引言气敏半导体在气体检测上已有许多方面的应用。国内有不少单位在气敏半导体的研究中,遇到的共同问题是气敏元件的稳定性问题。一些气敏元件在接触可燃气体如:氢、甲烷、丙酮等时,电阻发生变化。以SnO_2为基     

Zn2SnO4复合氧化物气敏特性研究

采用烧结法合成Zn_2SnO_4复合氧化物,具有反尖晶石结构的弱N型半导体材料,其气敏性能引人注目,尤其是对乙醇具有较高的灵敏度和选择性.当掺入少量氧化物杂质,可以看到灵敏度和最佳工作温度都有所改善,其中以稀土氧化物效果为最佳.     

CO气敏元件

目前管道煤气和液化石油气在城市家庭中得到广泛使用,而煤气泄漏或液化石油气不完全燃烧产生CO气体,CO气体超过一定浓度会导致煤气中毒,这就迫切需要对CO气体进行检测与预报,但尚无国产的CO气敏元件,而进口元件又太昂贵,为此我们对CO气敏元件进行了系统的研究.首先采用液相沉淀法制备出SnO_2纳米级粉料,然后用所制备的粉料掺杂各种添加物,制备出当今世界先进水平的半导体式CO气敏元件,并摸索出原材料及元件的制备工艺,各种添加物及其含量对元件性能的影响规律.元件主要性能指标如下:     

CO气敏元件及其响应特性的实验研究

本文对以SnO_2为基体材料的选择性CO气敏元件的研制进行了进一步的探讨,通过适当的掺杂和控制工作温度,得到了在低浓度下具有较好的稳定性、选择性和较高的灵敏度的元件,并对测量和应用方法作了一些讨论。     

掺杂MgCr_2O_4-TiO_2系湿敏陶瓷的研究

在MgCr_2O_4-TiO_2系湿敏陶瓷的基体中掺入V_2O_3杂质,改进了系统的电性能。通过大量实验,确定最佳工艺条件:1200℃还原气氛中烧结1h,采用RuO_2电极浆料,在70Hz、1V的交流电下测试湿度电阻特性;确定最佳组成为MgO:Cr_2O_3:TiO_2:V_2O_3=80:80:20:2(摩尔比)。研制的MgCr_2O_4-TiO_2系湿敏陶瓷具有阻值范围适中(10~3～10~7Ω)、响应快(小于10s)、滞后效应小(<±1%)和灵敏度高等优点。用SEM、XRD、EPMA等手段分析了典型的MgCr_2O_4-TiO_2湿敏陶瓷的显微结构、晶相和成分分布。用XPS、EPR和IR论证了该材料的导电机理。用NMR和IR初步探讨了半导体湿敏陶瓷的湿敏机理。     

某些氧化物对ZnO-B_2O_3-SiO_2系钝化玻璃性能的影响

本文运用差热分析、X-衍射分析、偏光显微镜和电子显微镜的分析,研究了某些氧化物(SnO_2、Ta_2O_5和PbO)对ZnO-B_2O_3-SiO_2系钝化玻璃在热处理前后性能的影响。认为该系统结晶型钝化玻璃析出的晶相主要是ZnSiO_4、α-Zn_5B_4O_(11)及Zn_3B_2O_6,而且通过热处理可控制和调节玻璃的物化性能。该类玻璃可用作硅元件的钝化材料。     

抗湿性Υ—Fe_2O_3气敏特性研究

对掺Ni—γ—Fe_2O_3的气敏特性进行了测试研究.掺Ni—γ—Fe_2O_3具有对多种还原性气体和有机溶剂气体普遍敏感的特性。用它作气敏材料制得气敏元件,工作条件适宜,响应恢复时间短,效果好,同时,发现掺Ni—γ—Fe_2O_3材料具有良好的抗湿特性。可用于我国南方高湿地区.对γ—Fe_2O_3的体控型气敏机理也进行了讨论。     

酒敏传感器的研制

描述采用薄膜溅射系统制作以ＳｎＯ~２为主的酒敏元件。给出了对元件灵敏度、选择性、响应恢复时间、抗干扰能力及重复性等测试结果，并以酒敏元件为核心，组装了乙醇气氛浓度测报传感器。     

γ-Fe_2O_3/LaFeO_3复合选择性丁烷气敏元件的研究

本文根据补偿原理制作了γ-Fe_2O_3/LaFeO_3复合气敏元件,测量了该元件的气敏特性。由于p型LaFeO_3元件对n型γ-Fe_2O_3元件的补偿,有效地抑制了乙醇的干扰,改善了对丁烷的选择性。     

LaFeO_3酒敏元件材料掺杂后的结果分析

采用柠檬酸络合法，通过改变制取复合稀土氧化物ＬａＦｅＯ３材料的工艺条件，有效地控制了晶粒尺寸，提高了元件的稳定性．对ＬａＦｅＯ３酒敏元件材料的不同掺杂后的结果进行了分析．     

SnO_2(F)、Fe_2O_3和ZnSe(Fe)薄膜厚度的测量

用RBS技术、椭偏法和微量天平称重法测量了掺氟SnO_2(FTO)透明导电膜、掺铁ZnSe磁性半导体膜和Fe_2O_3气敏元件膜的薄膜厚度.实验结果表明,RBS技术的测量数值与椭偏法以及微量天平称重法测得的结果符合得较好。     

Fe_2O_3/SnO_2催化剂的制备及其光催化降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法制备不同Fe_2O_3含量的Fe_2O_3/SnO_2复合催化剂,分析其组成和性质,以亚甲基蓝溶液为染料模型,研究催化剂的光催化降解性能及最佳降解条件。结果表明,Fe_2O_3和SnO_2得到良好的复合,当Fe_2O_3含量为10%时,Fe_2O_3/SnO_2具有良好的催化活性,且降解的最佳条件为添加0.3 mL/L H2O2,pH为7,催化剂用量为15 mg,染料浓度为5 mg/l时,用300 W汞灯照射2 h,亚甲基蓝的降解率最大。