sol-gel法制备的SnO_2-TiO_2厚膜及其气敏特性研究

采用sol-gel法,以钛酸丁酯、四氯化锡为前驱体制备了不同掺杂量的Sn O2-Ti O2纳米粉末,样品经300,500,700和900℃退火后,利用浸渍提拉法,在Al2O3陶瓷管表面制备了Sn O2-Ti O2厚膜。通过XRD和SEM对制备的纳米粉末的物相、形貌进行表征,静态配气法对其气敏性能进行测试,并结合分子轨道理论探讨了气敏机理。实验结果表明,经700℃退火的4%(原子分数)掺杂的Sn O2-Ti O2气敏元件,对乙醇气体具有很好的选择性,在工作温度为63℃时,对乙醇气体的灵敏度可达1 903,响应-恢复时间分别为1和3 s,所制备的气敏元件有望用于乙醇气体的实用化检测。     

α—Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件

报道了本课题组对α-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件的中试工作，结果表明中试批量制得的元件能耗低、对CO有高的灵敏度、良好的选择性及稳定性，制件的成品率较高、成本低。现正着手准备工业规模生产。     

a-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件

报道了本课题组对α-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件的中试工作,结果表明中试批量制得的元件能耗低、对CO有高的灵敏度、良好的选择性及稳定性,制件的成品率较高、成本低.现正着手准备工业规模生产.     

气敏型α-Fe_2O_3纳米粉体与薄膜制备技术研究进展

本文中总结了纳米α-Fe2O3气敏粉体与薄膜制备技术的最新研究进展,综述了近几年气敏型α-Fe2O3纳米粉体及薄膜的制备技术,就灵敏度低、选择性差、性能不够稳定等α-Fe2O3气敏材料及元件研究中存在的问题进行了探讨,指出必须在材料制备过程中通过控制粉体颗粒大小、掺杂、采用双层膜技术等改善其微观结构,才能提高材料的气敏性能。     

纳米CuO-SnO2气敏材料制备及对CO2的气敏性能研究

用Sol-Gel法制备了纳米级的CuO-SnO2气敏粉体;运用DSC-TG、XRD、TEM等分析手段对不同热处理温度和不同配比浓度的粉体进行了表征,可知获得了纳米级的的不同掺杂的气敏粉体;并用所得粉体制作成气敏元件,对CO2气体进行了气敏性能测试,掺杂摩尔百分含量为50%的CuO-SnO2气敏元件对CO2有较好的气敏性能.     

介孔硅基WO3纳米颗粒薄膜室温气敏元件特性

采用双槽电化学腐蚀法在p＋单晶硅片表面制备介孔硅层（meso-PSlayer）,然后用对向靶磁控反应溅射法在介孔硅表面沉积WO3纳米颗粒薄膜,在干燥空气中于400℃下保温4h进行退火热处理,制备出介孔硅基WO3纳米颗粒薄膜（WO3-PS）室温气敏元件.利用扫描电子显微镜（SEM）分析介孔硅层及WO3-PS的表面形貌,通过X射线衍射（XRD）研究WO3的结晶状态,测试WO3-PS气敏元件在室温下对NO2、NH3的气敏性能,并探讨了WO3-PS气敏元件的工作机理.实验结果表明,在介孔硅表面沉积WO3纳米颗粒薄膜可使介孔硅的气敏性能显著提高,其中在室温下对10×10^-6NO2的灵敏度由5提高至56,大大提高了介孔硅的灵敏度,并降低了其响应/恢复时间,提高了对NO2的选择性.     

纳米SnO2基气敏元件对甲醛气体的检测

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)对材料的晶体结构及晶粒尺寸进行了表征.采用制备的纳米SnO2作为基底材料,掺杂纳米TiO2粉末(SnO2与TiO2的物质的量之比为9:1)以及少量的Ag+(物质的量百分比为0.2%～0.4%),以此材料制成气敏元件,检测了元件的甲醛气敏性能.结果表明:该元件在工作温度为300℃时,对200×10-6的甲醛具有较好的敏感性,在不同的工作温度下,元件表现出良好的气敏选择性.理论计算表明,气体分子轨道能量的差异是元件气敏选择性的定性因素.     

Fe掺杂NiO纳米花状微球的制备及其气敏性能研究

采用水热法成功制备了Fe掺杂NiO纳米花状微球,研究了Fe掺杂量对微球结构、形貌和气敏性能的影响。气敏实验结果表明:Fe掺杂NiO纳米微球基气敏元件对丙酮的气敏性能较纯相NiO显著提高;当Fe掺杂量为0.03g时,气敏器件在工作温度为280℃,丙酮质量浓度为3.7×10~(-4) mg/L条件下,气体灵敏度为41.8,是相同条件下未掺杂NiO基气敏元件的12倍,该气敏元件在检测低浓度丙酮气体时也表现出优异的性能。     

In2O3纳米孔材料的制备及其甲醛气敏性能研究

以In(NO3)3·4.5H2O为主要原料,采用溶剂热法成功地制备出In2O3纳米孔材料.采用X射线粉末衍射、透射电子显微镜等对样品的物相和形貌进行了表征和分析,并系统研究了其气敏性能.结果表明,成功合成的六方相In2O3纳米孔材料,其孔径小于17nm,孔道形状复杂且相互连通,以该材料制成的气敏元件对甲醛有很好的气敏性能,对50×10-6甲醛的灵敏度高达23.6.     

利用无机盐制备γ-Al2O3粉体与薄膜的工艺技术研究

发明了γ-A12O3基陶瓷气敏传感器材料体系,并正研究其薄膜型传感器件.本文以廉价的无机盐Al(NO3)3·9H2O为原料,通过溶胶-凝胶法制备了勃姆石(γ-A1OOH)溶胶,然后经干燥、煅烧制备了γ-Al2O3的粉体,并通过旋转涂覆工艺制备了γ-A12O3的薄膜,应用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)等现代分析技术对粉体的物相和薄膜的组分及表面形貌进行了表征,对γ-A1OOH溶胶制备过程中的一些影响因素进行了探讨,得出了比较好的制备γ-Al2O3基陶瓷粉体和薄膜型气敏传感器的工艺技术条件.     

直接共沉淀法制备掺杂α-Fe_2O_3及其气敏性能的初步研究

采用直接共沉淀法制备(掺杂)α-Fe2O3粉体并对其气敏性能进行了初步研究。采用正交实验法将各实验参数(反应物Fe3+浓度、Sn4+/Fe3+摩尔比、反应液pH值和烧结温度)有规律组合,用直接共沉淀法制备出一系列刚玉型结构的(掺杂)α-Fe2O3粉体,并用厚膜工艺将粉体涂在云母基片上制成了气敏元件。通过对粉体的XRD测试与分析发现,部分Sn4+以类质同象方式进入到α-Fe2O3晶格中,代替了Fe3+,改变了α-Fe2O3的晶胞参数;通过测试元件在不同温度下对甲烷的气敏性能,结果表明,掺杂提高了α-Fe2O3的气敏性,且得到了制备(掺杂)α-Fe2O3粉体的最佳参数。     

纳米NdFeO_3和GdFeO_3的制备及其气敏性能

以Nd2O3或Gd2O3和FeCl3·6H2O为主要原料,以NaCl为助熔剂,利用固相反应法制备了NdFeO3和GdFeO3纳米晶。用XRD、TEM分别对产品进行了物相和形貌表征,将获得的纯相样品制成烧结型气敏元件,研究了其对丙酮、甲醛、乙醛、乙醇和乙酸的敏感性能。结果表明:纯相纳米NdFeO3和GdFeO3的制备条件分别为900℃煅烧2h与1000℃煅烧4h;其气敏性能测试结果显示,基于NdFeO3材料的元件对被试气体在310℃时均有较强的响应,其中对1000ppm(10-6)酒精灵敏度高达187,基于GdFeO3材料的元件对1000ppm的丙酮、乙酸和甲醛最佳工作温度为260℃,其中对1000ppm甲醛灵敏度达67.1,且该元件在315℃时对1000ppm酒精和乙醛有较强的响应,其中对酒精的灵敏度达90.8。     

掺杂Fe_2O_3对ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器性能的影响

以ZnO纳米粉(平均粒径30 nm)和Fe2O3,纳米粉(平均粒径90 nm)为原料,利用传统的厚膜气敏传感器制备工艺,制备了纯ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器和掺杂Fe2O3(掺杂量为1wt%,2wt%和5wt%)的ZnO厚膜气敏传感器.分别测试了这四种厚膜气敏传感器的本征电阻(传感器在空气中的电阻值)及其对乙醇,汽油,丙酮,对二甲苯,氢气,甲烷和CO敏感特性.结果表明:当工作温度在较低时,Fe2O13,的掺杂可明显降低ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器的本征电阻,并提高其工作稳定性,而适量Fe2O3的掺杂可以提高ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器对乙醇蒸气和汽油的灵敏度.结合对传感器厚膜的显微结构分析结果,我们对出现上述差异的原因进行了初步讨论.     

纳米SnO2基气敏元件对甲醛气体的检测（英文）

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)对材料的晶体结构及晶粒尺寸进行了表征.采用制备的纳米SnO2作为基底材料,掺杂纳米TiO2粉末(SnO2与TiO2的物质的量之比为9∶1)以及少量的Ag+(物质的量百分比为0.2%~0.4%),以此材料制成气敏元件,检测了元件的甲醛气敏性能.结果表明:该元件在工作温度为300℃时,对200×10-6的甲醛具有较好的敏感性,在不同的工作温度下,元件表现出良好的气敏选择性.理论计算表明,气体分子轨道能量的差异是元件气敏选择性的定性因素.     

纺丝法制备多级SnO2纳米纤维及其气敏特性研究

为了提高SnO2的气敏性能,以PVP为有机溶剂,采用静电纺丝法制备了多级结构的SnO2纳米纤维,利用XRD,SEM和TEM等技术对材料的结构、形貌进行了表征,并制备了SnO2旁热式气敏元件.采用静态气体测试系统对SnO2元件进行了气敏测试.在工作温度300℃时,对0.5~50 ppm甲醛进行了气敏测试.测试结果表明:SnO2气敏元件对甲醛气体具有优异的响应灵敏度,快速的响应及响应恢复特性、较好的选择性.采用静电纺丝制备的多级结构SnO2纳米纤维对甲醛表现出良好的气敏特性.     

粉末溅射金属氧化物薄膜气敏元件

指出了薄膜元件能否实用化的关键在气敏层的稳定性;提出了粉末溅射和高能溅射是气敏层稳定性的保证。指出了能实用化的薄膜元件是否能生产还要有较高的成品率,这就要求对晶体管光刻工艺进行改造和发展。给出了SnO2/16%CeO2,ZnO/1%CeO2,Fe2 O3/2%CeO2,TiO2/2%CeO2,ZnSnO3（ ZnO +SnO2）元件的气敏特性。     

α-MoO3纳米棒的制备及其NOx气敏研究

利用水热法制备了正交相三氧化钼(α-MoO_3)纳米棒,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等研究分析了其微观形貌及结构,并测试了α-MoO_3纳米棒气敏元件对体积分数不同的氮氧化物(NO_x)的气敏性能。结果表明:α-MoO_3纳米棒气敏元件对NO_x气体显示出良好的气敏性能。在200℃的工作温度下,该气敏元件对体积分数20×10~(-6)的NO_2气体的响应值可达23,同时气敏元件具有良好的气体选择性。     

微结构气敏传感器敏感薄膜制备方法的研究

随着微结构气敏传感器的出现 ,金属氧化物半导体薄膜因具有灵敏度高、热质量小、批量制备一致性好等特点受到日益广泛的重视。本文比较了在微结构气敏传感器中三种方法制备的SnO2 敏感薄膜的结构和气敏响应特性。结果表明 ,用液涎生长和热氧化技术制备的SnO2 薄膜灵敏度高、稳定性好 ,但这种方法与lift off技术不兼容 ;室温直流溅射Sn然后热氧化方法制备的SnO2 薄膜虽然能采用lift off技术成形 ,但由于膜中晶粒结构和Sn/O比不合适使得它的气敏响应特性很差 ;室温混合气氛 (Ar/O2 比为 8∶2 )下射频溅射SnO2 靶然后退火制备的SnO2 薄膜 ,不仅对有机分子十分灵敏 ,而且与微电子工艺相容。室温射频溅射是制备微结构气敏传感器敏感薄膜较理想的方法     

In2O3薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件及其气敏性研究

本文提出利用金属氧化物半导体材料制备光波导气敏元件,检测挥发性有机物蒸汽的新方法.通过溶胶凝胶法制备了 In2O3 粉末并用 X-衍射对样品进行表征.采用提拉法在锡掺杂玻璃光波导表面制备 In2O3 薄膜,研制了 In2O3 薄膜/锡掺杂玻璃光波导传感元件,并对挥发性有机蒸汽进行检测.实验结果表明该元件对二甲苯具有较好...     

掺镉纳米SnO2的热稳定性,电导及气敏性能

本文研究了ＣｄＯ掺杂对纳米ＳｎＯ２粉料的热稳定性，电导及气敏特性的影响。结果表明，以非晶状态均匀分散在ＳｎＯ２颗粒表面的ＣｄＯ能阻止ＳｎＯ２之间的相互扩散，提高了纳米ＳｎＯ２的热稳定性；固溶于ＳｎＯ２昌粒中的ＣｄＯ量（Ｃｄ／Ｓｎ〈０．０５）很小，但对元件的电导影响显著；纳米级的晶粒尺寸（〈６ｎｍ）及ＣｄＯ的掺杂大大改善了ＳｎＯ２的气敏特性。