CuO/ZnO复合纳米结构的制备及其气敏性能研究

用简单的一步水热法合成了CuO/ZnO复合纳米结构,通过改变溶液中Cu离子的浓度得到不同CuO含量的样品.用扫描电镜、X射线衍射仪等表征了样品的形貌和结构,用智能气敏分析仪测试了样品对乙醇气体的响应特性.结果表明,相对纯ZnO,CuO/ZnO复合纳米结构对乙醇气体的响应有明显的增强.溶液中Cu离子与Zn离子摩尔比为3:...     

WO3基的气敏传感器的研究现状及气敏性能提升的机理分析

随着市场对有机挥发性气体检测技术要求的日益提高,金属半导体气敏传感器由于其工作温度较低、循环稳定性好、响应和恢复时间短等特点而受到广泛关注.三氧化钨(WO₃)作为一种典型的n型金属半导体气敏材料,由于其特殊的气敏特性而在探测各类有毒有害物质的领域中受到了人们普遍重视.传感材料的结构和形貌、暴露晶面、金属氧化物和贵金属离子的引入,对改善材料的气敏性能起着关键性的作用.文章介绍了WO₃气敏传感器材料对各种气体的应用,提出基于WO₃的气敏传感器研究过程中所面临的难题,并对其未来发展方向进行了展望.     

SnS复合石墨烯基CH3CH2OH传感器气敏特性研究

针对SnS(硫化亚锡)气敏传感器工作温度较高、水热过程中容易出现SnO₂(氧化锡)相变的困难,以hammer法自制GO(石墨烯)为基底,通过水热合成SnS/GO纳米复合材料.对合成样品进行扫描电镜(SEM)表征发现,SnS/GO样品形貌较好,SnS均匀且原位生长在GO片层上.气敏性能测试结果证实,SnS/GO基传感器对CH₃CH₂OH(乙醇)的最佳工作温度由复合前的240℃降低到90℃,对25μL·L^-1的响应增加到6.21(90℃).气敏性能提升的机理归结为GO具有超高的载流子迁移率、大的比表面积及复合样品可提供更多的吸附位点.     

Sb~(5+)掺杂TiO_2纳米带的制备及其乙醇气敏性能研究

采用水热法制备纯的及Sb5+掺杂的TiO2纳米带,并用XRD和TEM对样品进行表征。研究结果表明:700℃焙烧的TiO2纳米带依然保持为锐钛矿相;掺杂后TiO2纳米带的形貌基本保持不变,是长5~10μm,宽100~300 nm的纳米带结构。在最佳工作温度下,TiO2纳米带对乙醇气体具有快速的响应和恢复特性;Sb5+掺杂不仅可以提高TiO2纳米带的灵敏度,而且降低最佳工作温度,由掺杂前的400℃降低为掺杂后的300℃;在n(Sb)/n(Ti)=7.5%的最佳掺杂量下,对体积分数为100×10-6的乙醇气体的响应时间为19 s,恢复时间为11 s,灵敏度为13.82,且检测下限可达到1×10-6。     

水热法合成纳米晶SnO2的气敏特性研究

以锡粉和硝酸为主要原料,采用水热法合成了纳米晶SnO2粉体,研究了其厚膜元件对空气中低体积分数H,2S气体(2～100μL/L)的敏感特性.结果表明:170℃水热处理3～13 h获得的SnO2粉体结晶良好,呈四方相金红石结构,其X射线射峰宽化明显,颗粒尺寸为数纳米且分布窄.随着水热处理时间的延长,颗粒尺寸及结晶程度有所提高.170℃水热处理9 h得到的SnO2粉体颗粒尺寸约为4.4 nm.利用该粉体制作的厚膜元件晶粒细小均匀,晶粒尺寸约为10.0 nm.在最佳工作温度150℃下该元件对低浓度H,2S气体具有良好的响应一恢复特性,对50 μL/LH,2S的灵敏度为20.5,敏感体积分数下限低至2 μL/L,而对体积分数高至1 000μL/L的CO及CH4两种气体均不敏感.     

纳米多孔InP对氨气的气敏特性研究

InP是继Si和GaAs之后的新一代电子功能材料,利用多孔半导体制成微型化和集成度较高的气敏传感器也一直是研究的热点,但对多孔InP的气敏特性研究甚少.本文拟通过电化学刻蚀方法制备纳米多孔InP,并观察其对氨气的伏安特性响应,从而分析该材料的气敏特性.     

ZnO/SnO复合纳米棒的水热合成及气敏研究

运用水热法合成六方纤锌矿ZnO纳米棒,在ZnO纳米棒表面水热生长SnO,获得了表面疏松的ZnO/SnO复合纳米棒材料。运用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)等手段表征了该材料的形貌和组成。BET氮吸附测试表明其表面疏松结构具有11.38 m2/g的比表面积。气敏实验证明了该材料对甲醛气体具有百万分率浓度级检测灵敏度,对于开发甲醛传感材料具有理论意义和潜在应用价值。     

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.     

SnO2纳米颗粒对CH4气敏特性的研究

使用溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米颗粒.通过X射线衍射和扫描电子显微镜手段对材料的晶体结构和表面进行分析,结果表明所得材料为纯SnO2纳米颗粒.以所制备的SnO2纳米颗粒为气敏材料制备电阻式气敏元件,在CH4体积分数为2.5×10-4时,测试SnO2纳米颗粒对CH4气体的气敏特性,包括工作温度-气体灵敏度和响应-恢复特性,结果表明SnO2颗粒在工作温度为350℃时对CH4的最大灵敏度为11,响应-恢复时间分别为5s和8s.实验结果表明,该SnO2纳米颗粒气敏传感器对CH4具有快速响应和高灵敏度的特性,在工矿安全运行和环境保护方面具有重要的应用价值.     

Ag/MoO3纳米带的制备及其对三乙胺的气敏性能

利用简单的一步水热法成功制备了α-MoO3纳米带,之后采用光照法将Ag纳米粒子负载于α-MoO3纳米带表面,制备了Ag/MoO3纳米带复合材料.将制备的Ag/MoO3纳米带制备成气敏元件,测试了对三乙胺气体的气敏性能.结果表明,在温度170℃时,Ag/MoO3纳米带复合材料对三乙胺气体表现出良好的气敏性能,与纯相MoO...     

氧化锌／多孔硅复合薄膜气敏传感器对有机气体的监测研究

用电镀法在多孔硅表面沉积ZnO薄膜,制备了氧化锌/多孔硅复合薄膜气敏元件,对元件进行了乙醇、丙酮等五种有机挥发性气体敏感特性的测定。实验结果显示:元件对不同的有机气体的敏感度有差异,这与有机气体的官能团有关系。元件对乙醇、丙酮的敏感性很高,是氧化锌/多孔硅复合薄膜气敏元件对气体分子的物理和化学双重吸附增大了吸附分子的量,还给元件提供了很大的比表面积和气体传输通道。     

三维石墨烯/WO3纳米棒/聚噻吩复合材料制备及低温气敏性能

采用两步法制备三维石墨烯/WO_3纳米棒/聚噻吩(3D-rGO/WO_3/PTh)三元复合材料,首先合成二元复合材料三维石墨烯/WO_3纳米棒(3D-rGO/WO_3),然后以此为载体,通过噻吩(PTh)单体的原位聚合得到最终产物。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对合成材料进行表征,研究了其低温气敏性能,分析了三元复合材料的气敏机理。结果表明,复合3D-rGO与PTh后三元复合材料的工作温度降低,75℃时对200 mg/L H2S的灵敏度达到25. 2,对H_2S有较高的灵敏度,响应和恢复时间较短。     

CuO/In2O3复合纳米材料的制备及其正丁醇气敏性能研究

p-n结独特的势垒效应能够显著地改变半导体复合材料的光学和电学性能,同时也能影响气敏元件的灵敏度。通过两步水热法制备出不同质量比的CuO/In₂O₃复合纳米材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱等方法分析了材料的形貌和结构。观察到CuO为球形分级结构,In₂O₃纳米颗粒附着在其表面。通过气敏性能测试发现,CuO/In₂O₃复合纳米材料中CuO与In₂O₃的质量比为1∶2时,样品在225℃下对体积浓度为100×10^-6的正丁醇的灵敏度为107,相对纯In₂O₃纳米颗粒提升了57%。另外,该样品也对正丁醇表现出很好的选择性和稳定性。     

MSnO_3系气敏材料研究(Ⅰ)CdSnO_3气敏材料的制备及特性研究①

报道了ＣｄＳｎＯ＿３气敏陶瓷的制备及气敏特性，研究表明，微细ＣｄＳｎＯ＿３是制作乙醇和丙酮气敏元件的良好材料。     

MSnO3系气敏材料的研究(Ⅱ)NiSnO3气敏材料的制备及特性研究①

报道了ＮｉＳｎＯ３气敏材料的制备及气敏特性，研究表明ＮｉＳｎＯ３是一好的气敏材料。     

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.     

GemSin(m=1,2;n=1～7)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对GemSin(m=1, 2;n=1～7)团簇的结构及稳定性进行了研究. 在B3LYP/6-311G水平上进行了结构优化和频率分析,得到了各团簇的最低能量结构. 对最稳定结构的二阶能量差分、分裂能、成键特性等性质进行了理论研究. 结果表明:GemSin团簇的稳定结构与Sis(s=m n)团簇的结构相似,相同尺寸的混合团簇原子间的成键特性非常相似,这为找到大尺寸的GemSin团簇稳定结构提供了一条有效途径. 电荷主要是从Ge原子转移到Si原子. 在所研究的团簇中,GeSi3, GeSi6, Ge2Si2, Ge2Si5的结构较稳定.     

基于静电纺丝法制备Cd掺杂的In2O3纳米纤维及对甲醛的气敏特性研究

本文采用了静电纺丝方法制备了Cd掺杂的In2O3复合纳米纤维,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对纳米纤维材料进行了相关表征.研究了纯In2O3和另外两种不同Cd掺杂的In2O3纳米纤维材料制作的三种气敏元件对室内甲醛气体的气敏特性.结果表明在以摩尔比为1∶1复合时,用静电纺丝方法分别制备出In2O3和CdO纳米纤维后再按1∶1掺杂制作的气敏元件工作温度较低为280℃,在10 ppm时其响应可达13,响应/恢复时间为34 s/35 s;并且具有良好的选择性.