直流溅射掺杂Pt的SnO2薄膜气敏特性

采用非醇盐溶胶-凝胶工艺在Al2O3基片上旋转涂敷制备掺杂Sb的SnO2薄膜,再经直流溅射制得表面掺杂Pt的Sb∶SnO2薄膜,测试了薄膜对乙醇、汽油、苯、二甲苯、甲苯、丙酮和NH3气体的气敏性能,探讨了不同Pt掺杂量对乙醇气敏性能的影响.结果表明,Pt的溅射时间为90 s时,元件对50×10-6乙醇气体的灵敏度高达43,且薄膜具有较好的响应-恢复特性,其响应时间和恢复时间均为6 s.选择性研究表明,薄膜在加热温度为280℃时,具有很好的酒敏特性和选择性.     

新型多壁碳纳米管复合薄膜材料气敏性能研究1

采用射频反应磁控溅射锡（Sn）靶和钨（W）靶的方法制备了SnO2/WO3/MWCNT复合薄膜材料和气敏元件,通过XRD和XPS实验分析了复合薄膜材料的物相结构及表面化学状态,测试了该气敏传感器的气体敏感性能,包括灵敏度、选择性等特性,实验结果表明,该复合薄膜气敏传感器表现出较好的气敏性能,对NO2有较好的灵敏度,对其他干扰气体不敏感。对实验结果与气敏响应机理进行了初步的分析与讨论。     

新型碳纳米管复合薄膜材料的气敏性能

采用射频反应磁控溅射锡(Sn)靶和钨(W)靶的方法制备了SnO2/WO3/MWCNT复合薄膜材料和相应的气敏传感器,通过FSEM、XRD和XPS等方法分析了复合薄膜材料的横断面表面形貌、物相结构及表面化学组成,测试了该气敏传感器的灵敏度、选择性和响应恢复等气体敏感性能.实验结果表明:该复合薄膜气敏传感器具有较好的气敏性能,对NO2有较好的灵敏度,对其他干扰气体不敏感;SnO2/WO3/MWCNT薄膜中,W、Sn、C主要以W+6、Sn+4和C的形式存在.文中还对气敏响应机理进行了初步的分析与讨论.     

射频反应溅射纳米SnO2薄膜气敏特性研究

采用射频反应溅射在瓷管上制备了SnO2气敏薄膜元件,以及用传统方法制备了SnO2厚膜元件.两种元件经测试表现出对乙醇较高的灵敏度,对两种元件进行了性能对比测试.测试表明,无论在灵敏度、响应恢复时间,还是在检测浓度范围上,SnO2气敏薄膜元件都比传统的厚膜元件性能优越.SnO2气敏薄膜元件经过表面修饰,在200×10-6体积浓度下接近30.对薄膜元件加热温度及选择性进行了研究,初步探讨了元件稳定性及其敏感机理.     

敏感层涂敷方法对ZnO基传感器酒敏性能的影响

利用简单的化学溶液生长法合成了棒状Zn O纳米材料,采用原位生长法和粉体涂敷法将其包覆在氧化铝陶瓷管上,构成Zn O基气体传感器,并用静态配气法测试其酒敏性能.两种方法制备的传感器最佳工作温度均为300℃,且响应和恢复时间均小于10 s.灵敏度随着酒精浓度的升高都近似线性增大.对于不同浓度的酒精,采用粉体涂敷法制备的传感器灵敏度约为原位生长所制备传感器的两倍.结果表明不同的涂敷方法将形成不同的敏感层结构,最终导致其气敏性能明显不同.     

rGO/Ce掺杂SnO_2复合纳米纤维的制备及H_2S气敏性能研究

采用静电纺丝法制备还原氧化石墨烯(rGO)/SnO_2复合纳米纤维,研究了Ce掺杂及掺杂量对rGO/SnO_2纳米纤维的微结构与气敏性能的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM,带SAED)、X射线衍射仪(XRD)及拉曼光谱仪(Raman)对复合纳米纤维的结构与形貌进行表征.结果表明:不同含量Ce掺杂对复合纳米纤维的晶体结构和形貌均无明显影响.气敏测试结果表明:不同的Ce掺杂量均能改善rGO/SnO_2纳米纤维对H_2S的灵敏度,在Ce掺杂摩尔分数为3%时复合材料对H_2S具有最佳的气敏性能,在75℃时5μL/L H_2S气体的灵敏度高达300,同时选择性和响应恢复性能也均有显著提高.     

CdS纳米颗粒掺杂对ZnO气敏性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了CdS-ZnO复合纳米颗粒,通过把纳米颗粒旋涂在叉枝Au电极上,制得传感器元件来研究CdS纳米颗粒掺杂对ZnO气敏性能的影响.利用X射线衍射研究了CdS-ZnO纳米颗粒的相结构,研究表明当CdS含量为1%与3%时,ZnO纳米颗粒的结晶度相对较好.透射电镜研究表明:CdS掺杂后,ZnO颗粒仍处在纳米尺度范围,大小约为10 nm,同时小的纳米颗粒容易团聚在一起,形成大小约为200 nm的纳米球.通过对CdS-ZnO纳米颗粒传感器气敏性能的系统研究,发现当CdS纳米颗粒的含量为3%时,传感器在室温下对NH3气体的灵敏度和选择性较好,且重复性较好.最后初步讨论了CdS掺杂的ZnO气体传感器与NH3气体相互作用的气敏机理.     

In2O3多孔有序薄膜的制备及其对丁酮气敏特性

利用气/液界面自组装法和溶液浸渍转移法制备了单层和双层氧化铟多孔有序气敏薄膜,并对其进行了气敏特性测试,同时利用多物理场耦合进行气敏特性仿真研究.结果表明,制备的气敏薄膜具有规则的孔道结构,孔壁呈现为具有大比表面积的片状结构.基于该气敏材料的气体传感器对丁酮表现出优良的气敏特性,单层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度350℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为15.37,响应时间仅为4.3s;双层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度375℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为20.45,响应时间为22.7s.仿真结果与气敏特性测试结果吻合较好.     

纳米材料在气敏传感器上的应用现状研究

气体传感器在各个领域中都得到了广泛的应用。理想的气敏传感器在性能上应该有如下的优点:灵敏度高,选择性好,功耗低、长期工作情况下稳定性好、成本低等。然而,实际的气敏传感器由于材料、制备工艺等各种因素的限制,往往不能很好的满足应用的需求。因此,人们一直都致力于改善其性能的研究。而纳米材料的独特表面特性为气体传感器的性能改善提供了良好的机遇。文中将重点对纳米材料和技术在气敏传感器上的应用现状进行详细地讨论。     

Ag纳米颗粒修饰TiO2阵列薄膜的制备及其气敏性能研究

以钛酸丁酯为钛源,用水热法在透明导电衬底FTO上制备金红石相TiO2纳米阵列薄膜,以AgNO3为银源,用化学还原法制备尺寸可控的金属Ag纳米颗粒,将所制备的金属Ag颗粒修饰TiO2纳米阵列薄膜.研究Ag纳米颗粒的表面修饰对TiO2纳米阵列薄膜气敏性能的影响.实验结果表明,室温下,18nm金属Ag纳米颗粒修饰后的薄膜对氢气的灵敏度增加,响应和恢复时间减小,气敏性能明显优越于修饰前的薄膜.     

单层及少层二硫化钼薄膜的制备及其气敏性能研究

通过化学气相沉积法,以MoO_3和S粉为反应物制备大面积的二硫化钼(MoS_2)薄膜,通过拉曼光谱、原子力显微镜、透射电子显微镜对产物的层数和结构进行表征,结果证明通过该方法制备的MoS_2薄膜具有单层及少层结构.气敏测试结果表明该超薄MoS_2薄膜在室温下对NO具有良好的灵敏度和选择性,对体积浓度为10、50(×10~(-6))的NO气体的灵敏度为9.3%和19.3%,响应时间(恢复时间)快,分别为281 s(298 s)和120 s(190 s),其优异的气敏性能与超薄MoS_2薄膜的高比表面积息息相关.     

贵金属掺杂纳米偏锡酸锌气敏性能及其机理分析

运用共沉淀法制备出纳米ZnSnO3粉末,X射线衍射仪(XRD)分析为纯的ZnSnO3相,透射电镜(TEM)分析表明粒度达到纳米级.利用传统的旁热厚膜制备工艺制备了纯ZnSnO3及其掺杂贵金属的气敏传感器,测试了气敏性能.通过对气体吸附机理和扫描电子显微镜(SEM)对敏感层的分析解释气敏性能提高的原因.结果表明: Ag+、Pd2+的掺杂可提高器件对C2H5OH的灵敏度,对H2敏感度的提高达到15倍以上.掺杂阻碍了基体晶粒的长大,使其表面不规则且有较多气孔,这是气敏性能提高的主要原因.     

TiO_2/Cr_2O_3复合气敏陶瓷元件的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法,在Ti O2中掺入一定配比的Cr2O3,制得了Ti O2/Cr2O3复合粉体.通过采用传统的陶瓷传感器制备工艺,制备了旁热式烧结型陶瓷元件.分别在不同浓度的苯和甲醛气氛中,测试了陶瓷元件的气敏特性.研究了加热功率和湿度对陶瓷元件的灵敏度和初始阻值的影响.气敏测试结果表明,制备出的传感器对浓度范围为10～650ppm的苯和甲醛气体都有较好的响应,特别在10～100ppm浓度范围具有较良好的灵敏度.     

介电泳操控不同基团修饰多壁碳纳米管气体传感器对SO_2的气敏性能

利用介电泳法在铬-银-金微电极上制备了本征多壁碳纳米管(MWNTs)气体传感器及不同基团修饰多壁碳纳米管(MWNTs-x,x:NH2,OH,COOH)气体传感器,考察了MWNTs和MWNTs-x在非均匀电场中的介电响应行为,将8 V,2 MHz的电泳参数确定为多壁碳纳米管气体传感器的制备条件;在介电泳力作用下MWNTs和MWNTs-x的颗粒均被捕获到电极尖端,发生了正介电泳(p-DEP).室温下研究了制备的气体传感器对不同浓度二氧化硫(SO2)的气敏性能,研究发现传感器对SO2的响应时间、恢复时间和灵敏度随SO2气体浓度的增加而增大,不同基团修饰MWNTs气体传感器对SO2的灵敏度较本征MWNTs传感器的灵敏度显著提高,氨基修饰MWNTs(MWNTs-NH2)气体传感器的灵敏度最高,为本征MWNTs气体传感器的17–23倍,碳管与SO2间的毛细力、表面张力、氢键、化学键等相互作用为影响传感器气敏性能的因素.     

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。     

WO3 纳米材料气敏性能研究进展

作为n型半导体的WO3是一种优良的气敏材料,对NOX、H2S、H2、CH4、C2H5OH、CO、NH3等气体都有良好的敏感性。目前WO3气敏材料已经基本满足社会应用的要求,但有些指标还有待改善。本文综述了WO3纳米材料气敏性能的研究进展,介绍了n型半导体WO3纳米材料的气敏传感机制,以及通过形貌控制等手段提高气敏性能、掺杂WO3纳米材料气敏性能及其复合气敏材料气敏性能的研究进展情况。作者认为WO3纳米材料在提高灵敏度、降低工作温度,特别是提高选择性和稳定性上还有很大的研究空间,并且还需克服制备的高成本,探索简易而且重复性强的制备工艺,以便更早地应用于商业化生产,为社会生产生活服务。     

稀土元素修饰双层薄膜的气敏特性

采用PECVD方法制备Fe2O3／SnO2双层气敏薄膜，利用浸渍方法对稀土元素（La，Nd，Sm，Er，Yb）与铝配制的乳浊液进行表面修饰．测试结果表明，修饰后的双层薄膜对乙醇或丙酮具有较高的灵敏度与选择性。     

纳米金/还原氧化石墨烯修饰的盐酸环丙沙星分子印迹电化学传感器

以吡咯和邻苯二胺为功能单体,以盐酸环丙沙星为模板,在纳米金和还原氧化石墨烯(AuNP/rGO)修饰的玻碳电极上,采用电化学方法制备分子印迹聚合物薄膜电化学传感器.利用扫描电镜对修饰电极表面形貌进行表征;电化学技术测试分子印迹传感器性能.研究了纳米金和还原氧化石墨烯用量对电极电化学性能的影响,并对传感器制备和测试条件进行了优化.在优化条件下,分子印迹传感器对盐酸环丙沙星具有宽的线性检测范围(1.0×10^-8～1.0×10^-2 mol/L),低检测限(7.41×10^-12 mol/L(S/N=3)),选择性高,稳定性好.此外,该传感器成功检测出了实际药品和牛奶样品中的盐酸环丙沙星.     

基于GO/TiO2复合材料的乙醇气体传感器

为探讨氧化石墨烯复合材料的气敏性能,以氧化石墨、钛酸四丁酯为主要原料,采用水热法制备氧化石墨烯(GO)与Ti O2复合材料并研究其乙醇气体敏感性能。以钛酸四丁酯及氧化石墨烯为原料,在水性体系中合成Ti O2质量分数不同的GO/Ti O2复合材料,进行XRD和SEM表征及气敏性能测试,讨论了温度、Ti O2质量分数、乙醇浓度等因素对敏感性的影响。结果表明:在工作温度为250℃时,GO/Ti O2(Ti O2质量分数为10%)具有乙醇最佳的气敏响应,显示了良好的气体敏感性,可以用于检测乙醇的气体浓度。     

粉末溅射SnO2:Pt薄膜和SnO2/SnO2:Pt双层膜的气敏特性

用粉末溅射方法制备了体掺杂型SnO2 :Pt薄膜和表面层掺杂SnO2 /SnO2 :Pt双层膜 .实验结果表明 ,由室温至 2 0 0℃ ,这两种薄膜对CO气体均显示了较高的灵敏度和选择性 .单层膜厚度和双层膜导电层及气敏层厚度对灵敏度有明显的影响 .通过对掺杂单层膜和双层膜气敏特性的比较 ,对粉末溅射SnO2薄膜的气敏响应机理进行了探讨 .