氧化铟纳米材料的水热合成、结构表征及其气敏性能研究

通过水热法制备了立方结构纳米In2O3的前驱体In(OH)3,研究了煅烧温度对颗粒尺寸和分散性的影响.前躯体In(OH)3和In2O3的结构、形貌以及组成分别由XRD、TEM、TPD、TG-DSC和XPS表征.结果表明,600℃煅烧可以得到50-80nm立方形的纳米In2O3,颗粒大小均匀、分散性好.随着煅烧温度的升高,纳米In2O3的平均粒径逐渐增大,分散性能下降;XPS元素分析表明,由于吸附氧的存在,合成的纳米In2O3与化学计量比存在偏差;氧化铟表面存在着四种类型的O,和In2O3对氧气的程序控温脱附结果一致.用静态配气法测试了元件的气敏性能,结果表明煅烧温度为600℃时气敏性能最好;通过和化学沉淀法制备的样品进行对比,发现水热法合成的样品具有更好的灵敏度和选择性.     

氧化钨纳米线修饰多孔硅结构的制备及NO2气敏性能研究

针对多孔硅气敏传感器在室温下对NO2气体灵敏度较低、选择性不强的问题,采用双槽电化学腐蚀法制备多孔硅,然后在多孔硅顶部溅射沉积金属钨薄膜并经高温热处理氧化形成WO3纳米线,制备出WO3纳米线修饰多孔硅结构及其气敏传感器,对WO3纳米线/多孔硅材料进行了SEM和XRD分析,测试了传感器室温下对NO2的气敏特性。结果表明,制备WO3纳米线的最佳热处理条件是700℃,此温度下增加金属钨膜溅射时间可提升WO3纳米线的生长密度? 所制备的传感器对NO2气体表现出反型气敏响应,特别是溅射1min金属钨的样品显示出优异的NO2室温探测能力与选择性,对4×10-6NO的气敏灵敏度是单纯多孔硅样品的 5.8倍。     

Pd掺杂ZnO纳米线的乙醇气敏特性研究

研究以贵金属Pd作为掺杂剂的ZnO纳米线敏感元件的乙醇气敏性能。采用水热法在叉指电极上直接制备出具有c轴取向的ZnO多晶纳米线。用SEM,XRD和EDS分析手段观测了材料的微观结构,并对其乙醇气敏性能进行了测试。实验结果表明:对于体积分数为200×10-6的乙醇气体,Pd掺杂的ZnO纳米线在灵敏度(8.17)、工作温度(325℃)和响应恢复时间(15,8s)上优于纯的ZnO纳米线。最后,对Pd掺杂的气敏机理进行了讨论。     

Ag敏化In2O3空心纳米球的制备及其气敏性能

气体传感器具有选择性、稳定性、高灵敏度和防潮性,在检测有毒有害气体方面有着许多的应用。本文以Ag@C核壳纳米球为模板,通过陈化及后续工艺成功制备了Ag-In2O3空心纳米球(Ag-In2O3 HNSs),并采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-吸收光谱(UV)、拉曼光谱(Raman)、能谱面扫(EDX)、X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的晶体结构、形貌及化学组成进行表征。研究了Ag-In2O3 HNSs基气体传感器对三乙胺(TEA)蒸汽的气敏传感性能,结果显示与氧化铟空心纳米球(In2O3 HNSs)相比,基于Ag-In2O3 HNSs的传感器具有更高的灵敏度。在最佳温度(220℃)下,Ag-In2O3 HNSs基气体传感器对200 ppm的TEA气体的响应值高达276,是In2O3 HNSs气体传感器对其响应值的20倍以上。对Ag-In2O3 HNSs基传感器的研究,可能为金属氧化物半导体气体传感器的制备提供思路。     

氧化铟纳米材料的制备及其在气体传感器中的应用

评述了氧化铟纳米材料的各种制备方法的优缺点,包括溅射法、激光烧蚀法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、均匀沉淀法、微乳液法、模板法等.对氧化铟半导体材料在气体传感器中的应用做了简单介绍,包括它作为CO、NO2、O3、H2等气体传感器的应用现状.     

Zn2SnO4 气敏材料的水热合成及其掺杂改性

采用分析纯的ZnAc2·2H2O 和SnCl4·5H2O作为起始原料,控制适当的pH值和离子浓度,在200 ℃温度条件下水热法反应24 h得到Zn2SnO4微粉;通过浸渍法制备了Pd、Au、La掺杂的Zn2SnO4粉体;利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对合成材料的结构、尺寸和形态进行了表征;采用静态配气法测试了材料的气敏性能.结果表明:在200℃水热条件下可直接合成Zn2SnO4,所得材料是比较规整的立方晶型,粒径大约为200 nm,纯Zn2SnO4对H2S、乙醇蒸气、乙醇汽油等有机蒸气具有较好的灵敏度,通过金属离子掺杂能明显提高材料对乙醇蒸气、乙醇汽油等气体的灵敏度和选择性.     

α-Fe2O3纳米棒的制备及其丙酮气敏性能

在合成原料浓度较高的情况下,利用水热合成的方式制备得到了α-Fe2O3纳米棒,有效提高了水热合成纳米粉末的产量,利用超声处理的方式将团聚的α-Fe2O3纳米棒进行了有效分离,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了物相分析和形貌观察,测试这种纳米材料在不同温度下对丙酮的气敏性能,通过这种方法制备得到的气敏材料对丙酮具有良好的响应特性,具有工作温度低、检测极限低、选择性和稳定性良好等优势。     

WO3纳米材料的NO2气敏特性

通过固相掺杂法制得一系列不同掺杂量的WO3纳米粉体，利用X射线衍射仪，透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构，测试了元件的气敏,分现，适量掺杂SiO2有利于提高WO3纳米材料对NO2气体的灵敏度，其中掺杂量为3％（质量分数）的烧结型气敏元件在120℃下对NO2有较高的灵敏度的选择性，是一种工作温度较低气敏性能很好的NO2气敏元件。     

含Pd纳米线SAW气体传感器氢敏特性分析

基于COMSOL Muhiphysics软件,建立了含Pd纳米线的声表面波(SAW)传感器三维模型,以YZ铌酸锂为压电基底,叉指电极固定于基底表面,分析了Pd纳米线长度对模型本征频率的影响.对电极施加20V电压得到了不同氢气体积分数下电极上电导纳值和本征频率偏移值.通过磁控溅射制作了Pd薄膜,设计了SAW传感器测试夹具,得到了传感器氢敏特性.将仿真值与实验值进行对比,得到了含Pd纳米线氢敏材料的SAW传感器具有比含面形Pd膜传感器更高的灵敏度.     

花状WO3纳米结构的水热合成及其甲醛气敏研究

采用中温水热法合成了三维花状WO3纳米结构,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相成分及微观形貌进行了表征。同时基于合成的花状WO3纳米材料制备了气敏元件,测试了其在200℃的最佳工作温度下,对体积分数为40×10^-6的HCHO气体的气敏性能。结果表明,该气敏元件对HCHO气体有优异的选择性及稳定性,同时对HCHO气体灵敏度可达18.57。     

In_2O_3基气体传感器研究现状

氧化铟作为一种新的气敏材料,有望在一定程度上解决现有气体传感器中存在的选择性差和工作温度高等问题。因此,按照被检测气体的种类,从In2O3的气敏材料制备及气敏性能两方面对现有性能较好的In2O3气体传感器进行了评述,并指出了In2O3基半导体气体传感器的发展方向。     

由白钨酸制备WO3纳米颗粒薄膜NO2传感器

研制了不同SiO2掺杂量(0%～10%,wt%)的WO3纳米颗粒薄膜NO2传感器.先由钨酸钠制得白钨酸,经加热分解白钨酸得WO3粉体,并对粉体进一步超声细化;再用溶胶-凝胶法制得SiO2粉体, 然后采用固相反应法进行掺杂.用XRD检测掺杂粉体的结构特征,并计算得出粉体颗粒平均粒径为62 nm.在Al2O3陶瓷管金电极上组装敏感膜,制作简单.制得的Taguchi型NO2传感器的线性响应范围为(5～30)×10 {-6},响应-回复快,稳定性和重现性好.     

NO_2气体传感器敏感材料

描述了近十年来用作NO2 气体传感器的酞菁类和氧化物半导体敏感材料。总结了这两类材料的成膜条件、薄膜表面形态和结构以及它们的敏感特性。为优化薄膜的气敏特性提供了参考     

Pt激活ZnFe2O4片状中空球的制备及其丙酮气敏性能

采用Zn(CH3COO)2·2H2O和Fe(NO3)3·9H2O分别作为水热反应的锌源和铁源制备得到了ZnFe2O4纳米片状中空球。利用硼氢化钠和氯铂酸作为原料在常温下将不同质量分数的Pt混合到ZnFe2O4纳米粉末中。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了物相分析和形貌观察。分析了不同Pt质量分数的Pt-ZnFe2O4气敏层在不同温度下对丙酮的气敏性能,通过Pt激活的ZnFe2O4纳米粉末较未激活时对丙酮的气敏性能有了显著提高,具有工作温度低、选择性好和湿度稳定性好等优势。     

超细MgFe_2O_4复合氧化物的气敏性能研究

以FeSO4·7H2O和MgCl2·6H2O为材料,用新型化学共沉淀法制备了纳米尺寸的复合金属氧化物MgFe2O4粉体。将样品做成厚膜型气敏元件,测定了其对乙醇、甲醛、丙酮、甲苯、苯氨气、石油醚等还原(可燃)性气体的气敏特性。测试显示:700℃下,热处理1h,所得纳米微粉制作的元件在300℃工作温度下对丙酮有较高灵敏度和良好的选择性,并对气敏机理给予了解释。     

水热法合成SnO2微球的酒敏特性研究

采用分析纯的SnCl4 ·5H2O和NaOH为起始原料,在160 ℃温度条件下水热法反应12 h得到SnO2微球.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜( SEM)对合成材料的结构、尺寸和形态进行了表征;采用静态配气法测试了材料的气敏性能.研究结果表明:在160 ℃水热条件下一步合成了均分散的SnO2微球,粒径大约为200 nm.用其制作的旁热式气敏元件在5 V工作电压下对0.005%的C2H5OH的灵敏度为8.7,达到了口腔酒精气体浓度检测限度0.008%的要求,并且响应-恢复特性良好.     

Pr6O11/SnO2复合材料的制备及对异丙醇气敏特性的研究

通过水热法和退火处理制备了不同Pr浓度(0%,1%,2%,4%)的Pr6O11/SnO2复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等方法对制备材料的物相结构、微观形貌和元素组成进行了表征,并制成旁热式气敏元件,对异丙醇气体进行气敏测试。实验结果表明,基于2%样品的Pr6O11/SnO2气体传感器的气敏性能最佳,在最佳工作温度200℃下对100×10^-6异丙醇气体响应达到16.2,是纯相SnO2传感器响应的2.3倍。最后,对基于Pr6O11/SnO2复合材料气体传感器的气敏机理进行了分析讨论。     

微传感器表面温度非接触测试及In2O3微传感器气敏特性的研究

基于“相同温度下同一物体所产生的辐射功率相同”这一原理,搭建了一套非接触式微小芯片表面工作温度的测试平台.利用该平台对汉威电子出品的一种平面陶瓷基微气体传感器衬底的表面工作温度进行了测试,明确了其表面温度与加热电流之间的关系及芯片表面工作温度分布图.在此基础上,确定了In2 O3纳米纤维的最佳工作温度,研究了最佳工作温...     

具有纳米结构的海胆形氧化锌的制备及其酒敏性能

以Zn(Ac)2.2H2O为原料,NH3.H2O为络合剂,在NaBH4辅助下140℃水热反应2 h制备出海胆形ZnO颗粒。采用X射线衍射仪和扫描电镜对产物进行表征。海胆形ZnO颗粒的直径约为3μm～17μm,它是由直径约为100 nm,长度约为500 nm～3μm的ZnO纳米棒自组装而成。研究了NaBH4物质的量,反应温度和时间对产物形貌的影响,结果表明,NaBH4在海胆形ZnO颗粒的形成过程中起着关键作用,提出了可能的生长机理。气敏测试结果表明,海胆形ZnO纳米颗粒在350℃对低浓度的乙醇气体具有快速敏感的传感性能。