TiO2基陶湿敏元件的研究和发展

ＴｉＯ２基湿敏陶瓷是一类十分重要的湿敏陶瓷,应用十分广泛。本文综述了ＴｉＯ２基陶瓷湿敏元件的研究和发展,重要介绍了７种ＴｉＯ２基陶瓷湿敏元件的材料配方、制备工艺、湿敏性能及研究进展。     

TiO2纳米管的制备及应用研究

TiO2纳米管的制备与应用研究引起了科学家极大的兴趣，特别是TiO2纳米管在太阳能电池、光催化领域显示了广阔的应用前景。介绍了近年来TiO2纳米管的制备方法，并重点评述了TiO2纳米管在太阳能电池、光催化、光裂解水、气敏传感等方面的研究进展，展望了其发展方向。     

厚度与工作温度对TiO2薄膜气敏性能的影响

采用浸渍提拉法工艺在印制有金电极的Al2O3基片上制备了TiO2薄膜,并对不同厚度及工作温度下TiO2薄膜的气敏性能作了研究.结果显示,当TiO2气敏薄膜的工作温度一定时,存在一个最佳厚度,在该厚度下TiO2薄膜对H2具有最佳的气敏响应;当TiO2薄膜的厚度一定时,TiO2薄膜存在一个最佳工作温度,在该温度下TiO2薄膜对H2的气敏响应最为灵敏.XPS测试表明,TiO2薄膜经过H2氛围后,薄膜中吸附氧含量降低.利用TiO2薄膜表面吸附氧与H2的反应、薄膜对H2的吸附与脱附理论、电子的迁移等过程较为合理地解释了TiO2薄膜对H2的气敏响应.     

TiO2纳米管的制备及应用研究

TiO2纳米管的制备与应用研究引起了科学家极大的兴趣,特别是TiO2纳米管在太阳能电池、光催化领域显示了广阔的应用前景.介绍了近年来TiO2纳米管的制备方法,并重点评述了TiO2纳米管在太阳能电池、光催化、光裂解水、气敏传感等方面的研究进展,展望了其发展方向.     

TiO2-SnO2纳米粉末的制备及表征

以廉价的无机盐为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-Ge l)法制备了TiO2-SnO2纳米粉,并采用DTA、XRD、TEM技术对粉体进行了表征.实验结果表明:用该法制得的TiO2-SnO2超细粉体粒径在5～7 nm左右.     

SnO2气敏元件灵敏度及选择性的复阻抗分析

运用复阻抗谱方法,在不同浓度乙醇与汽油气体中,测试ＳｎＯ２厚膜气敏元件的电抗－频率关系曲线,由电抗的变化来标定元件的灵敏度。与以往的测试采用直流电参量标定灵敏度相比,复阻抗测试不仅提高了元件的灵敏度,而且显著改善了选择性。该结果表明复阻抗测试不仅反映元件在气体吸附或解吸时晶粒间界处晶界电阻的变化,也反映了晶界电容的变化,因而更能体现气敏机制的本质。     

α-Fe_2O_3(SnO_2,SO_4~(■))材料气敏机理的研究

本文研究了α-Fe_2O_3(SnO_2,SO_4~=)材料的气敏特性,进一步讨论了它的气敏机制。认为在α-Fe_2O_3与还原性气体的相互作用过程中不存在向 Fe_3O_4的相变。强还原性气体的敏感过程属于与表面吸附氧间的催化氧化过程。     

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.     

等离子体修饰的TiO2柱撑有机累托石制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法及煅烧技术制备TiO_2柱撑有机累托石(TiO_2/OREC),利用沉积法将AgCl分散到TiO_2表面,再通过钠灯照射使部分Ag~+还原成Ag~0,获得具有等离子体效应的Ag@AgCl-TiO_2/OREC复合材料。以红外光谱、X射线衍射仪、扫描电镜、投射电镜及紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)等手段分析了所制备材料的结构、相貌及光性能。以甲基橙(MO)为模型污染物对材料的吸附/光催化降解性能进行评价。UV-Vis吸收光谱表明,经Ag等离子体修饰后,样品对可见光的响应增强。Ag@AgCl-TiO_2/OREC对MO展现了良好的吸附-光催化降解性能,在光照180min后对MO的去除率达94%,循环使用3次后去除率仍达80%。     

水热处理对SnO2厚膜气敏传感器性能的影响

研完了水热处理对于SnO2厚膜气敏传感器性能的影响。为了便于作对比,首先把SnO2纳米粉（平均粒径约200nm）平均分为两份：一份不经处理,直接用传统的厚膜传感器制备工艺制成气敏传感器（称为“原粉传感器”）;另一份经过200℃水热处理后,用同样的工艺制备成厚膜气敏传感器（称为“预处理粉传感器”）。利用乙醇、丙酮、CH4、H2和CO气体对这两种气敏传感器的性能进行了测试,结果表明预处理粉传感器的灵敏度和选择性明显优于原粉传感器。为了分析出现这种差异的原因,我们对这两种传感器的显微结构进行了分析,并在此基础上对实验现象进行了讨论。     

Increased sensitivity and selective capacity of gas sensors based on SnO<Subscript>2−<Emphasis Type="Italic">x</Emphasis></Subscript> films exposed to light-emitting diodes

Effects are described for the increase in sensitivity of thin film gas sensors based on SnO_2−x alloyed with Sb and In, with emission by red, yellow, green, and blue light diodes for organic liquid vapors with a volume concentration of less than 10 ppm. An attempt is made to explain this effect on the basis of analyzing aerogenic reactions. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 6, pp. 69–72, June, 2008.     

掺杂Fe2 O3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.     

TiO2光催化抗菌陶瓷的制备

制备了SiO2-Zr3(PO4)4改性的TiO2粉体,将其添加到陶瓷釉料中,研制出了TiO2光催化抗菌陶瓷,分别就改性TiO2粉体的光催化活性和TiO2光催化抗菌陶瓷的光催化抗菌机理进行了研究.研究表明,37.2%Zr3(PO4)4和11.5%SiO2改性的TiO2粉体经1323K处理后,仍具有较好的光催化活性,将其添加到陶瓷釉料中制备出的TiO2先催化抗菌陶瓷对大肠杆菌的抑菌率达98%.     

共沸蒸馏法制备TiO2、SnO2纳米粉体

采用共沸蒸馏法分别制备了TiO2、SnO2纳米粉体,并应用XRD和TEM等分析方法对所得粉体进行了表征.结果表明:采用共沸蒸馏法制备出了分散性较好、粒径约为7nm的TiO2纳米粉体和粒径约为10nm的SnO2纳米粉体.     

CeO2掺杂TiO2催化剂薄膜的制备与表征

以Ar为工作气体，O2为反应气体，利用射频磁控溅射技术成功地在载玻片上沉积了透明TiO2催化剂薄膜。同时利用共溅射技术制备了掺杂CeO2的TiO2催化剂薄膜。采用X射线衍射(XRD)、Raman光谱、UV-VIS-NIR分光光度计、原子力显微镜(AFM)对薄膜进行了结构和形貌表征。     

敏化TiO2纳米晶多孔膜电极的制备与表征

研究了染料敏化TiO2纳米晶多孔薄膜电极的制备、表征及其光电转换性质，采用溶胶－凝胶法液压涂层制备了TiO2纳米晶多孔薄膜，在无水乙醇中利用薄膜吸附染料2，2′－联吡啶－4，4′－二甲酸合硫氰酸钌进行敏化处理，并利用XPS、AFM、XRD、SEM杉可见－紫外分光光度仪对敏化TiO2纳米晶多孔薄膜进行了表征分析。研究结果表明：薄膜中纳米粒子晶型主要为锐钛矿，粒径在20-30nm，多孔薄膜的孔径在50－200nm；染料敏化多孔薄膜表面吸附了一个单分子层的染料分子，敏化薄膜对可见光有很强的吸收作用，用此薄膜制作的太阳能电池具有较高的光电转化效率，电池效率达到2％，这种薄膜电极改进后可用于制作敏化太阳能电池的光阳极。     

ZnO纳米线气敏元件对单一气体浓度的判定研究

以不同金属掺杂的ZnO纳米线为气敏材料,在350℃下对不同浓度的H2气体进行了气敏性能测试.结果表明,掺杂Ag的ZnO纳米线在H2浓度为2.52×10(-3)时具有较高的气体灵敏度28.549.同时,利用Origin软件对测得的气敏性能曲线进行线性拟合,对未知的H2浓度进行了有效判定.还对金属掺杂提高ZnO纳米线气敏性...     

TiO2薄膜的制备方法及应用

TiO2薄膜具有良好的电学性能，优异的光学性能，化学稳定性高，机械强度高，长期以来受到人们的关注，已经广泛应用在电子、光学、医学等方面，本文简单介绍了TiO2薄膜的研备方法及应用。     

钛酸酯前驱体制备纳米TiO2块体的研究

以四氯化钛、甘油与六次甲基四胺为原料发泡制得钛酸酯发泡前驱物,后者经高温热分解制得了纳米TiO2 块体;使用FT IR、TG DTA、XRD、SEM等对发泡前驱物和纳米 TiO2 块体进行了表征并初步考察了纳米TiO2 块体的光催化活性。结果表明:钛酸酯发泡前驱物在 450℃马弗炉中焙烧 2. 0h 得 TiO2 块体,为纯锐钛矿相纳米结构,块体由 200nm 左右的二级粒子堆积构成,二级粒子由粒径为 16nm 左右的基本粒子构成;550℃以后所得 TiO2 块体含不同比例的金红石相;纯锐钛矿相纳米结构块体具有较高的光催化活性,且易于沉降或过滤回收。