SnO_2气敏陶瓷材料的研究

对NiCl_2代替PdCl_2作活化剂的SnO_2气敏陶瓷的成分、组织结构进行了实验研究。并从吸附过程的机理分析了其在煤气和丁烷气氛中的气敏特性,筛选出灵敏度高,敏感温度低,不含贵重金属氧化物的气敏陶瓷。为进一步开发新型气体敏感元件提供了重要的资料。     

Zn掺杂对SnO_2纳米线的气敏性能的影响

为了提高SnO2纳米线基气敏传感器在实际应用中存在着灵敏度低、选择性差等问题,采用物理热蒸发法制备纯SnO2纳米线和不同质量百分比（7%,8%,9%,10%）的Zn掺杂SnO2纳米线,将制得的气敏基料制备成旁热式气敏元件,应用静态配气法对浓度均为500ppm的无水乙醇蒸汽、CO及CH4分别进行气敏性能测试.实验结果显示,Zn掺杂SnO2纳米线相比纯SnO2纳米线的气敏性能有了明显提高（乙醇提高2.46倍,CO提高13.88倍,CH4提高1.43倍）,并得出无水乙醇气敏性能在工作温度为280℃最高,CO,CH4在300℃最好.当Zn的掺杂比例为质量百分含量为9%时,各种比例材料所制成的气敏元件气敏性能最高.     

Zn_2SnO_4的制备及其气敏性能研究进展

作为一种重要的半导体气敏材料,Zn_2SnO_4气敏传感器被广泛用于检测有毒、有害、易燃和易爆等气体。本文综述了Zn_2SnO_4气敏材料的制备、气敏机理以及通过改变形貌和掺杂来提升其气敏性能的方法,并进一步指出Zn_2SnO_4气敏传感器未来发展亟需解决的问题。     

掺镍多孔纳米SnO_2材料的制备及其气敏性能

以SnCl4.5H2O为原料,聚乙二醇（PEG-1000）作为分散剂,利用沉淀法制备出SnO2纳米粉体,采用扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）对其形貌和微观结构进行表征.并以其作为基底材料以离子的形式掺杂摩尔比为1%的Ni2＋作为气敏材料,制作掺杂和未掺杂两种旁热式气敏元件,测试其对乙醇、甲醇和丙酮的气敏特性.发现在较低的工作温度下两种元件对三种气体都有较高的敏感性,同时Ni离子的掺杂对三种气体的灵敏度有不同的影响,对乙醇表现出很好的选择性.     

贯通大孔SnO_2纳米材料的制备及气敏性能研究

为改善二氧化锡(SnO_2)的气敏性能,以聚苯乙烯(PS)微球为模板,SnO_2纳米晶为骨架,采用颗粒模板法成功制备大孔SnO_2(MP-SnO_2)气敏材料,并对制备的样品进行差热分析(TGDTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附脱附分析。结果表明,制备的MP-SnO_2样品具有贯通孔道大孔结构,平均大孔孔径为300 nm,与SnO_2纳米晶相比具有更大的比表面积。通过气敏测试发现MP-SnO_2在280℃工作温度下对体积分数4×10-4的乙醇气体的灵敏度高达138,是SnO_2纳米颗粒的1.6倍,显示出更加优异的气敏性能。     

粉末溅射SnO_2-Pt薄膜的气敏特性

用粉末溅射方法制备了体添加型SnO_2-Pt薄膜材料。该材料不仅对CO气体有很高的灵敏度、良好的选择性和较低的工作温度,而且其电导在CO气体中有振荡现象。振荡波形除锯齿形、简谐波形外,还出现了“拍振”等更为复杂的波形,振荡频率可达5.2Hz。     

粉末溅射金属氧化物气敏薄膜和元件Ⅰ．粉末溅射金属氧化物气敏薄膜

利用反溅,发展了粉末溅射工艺;指出了粉末溅射对研制稳定的薄膜气敏元件的重要性;给出了粉末掺杂比与薄膜掺杂比关系的实验结果;给出了SnO2（100-x）／CeO2（x）最佳灵敏度的掺杂x％的范围;给出了灵敏度随膜厚变化的特征,以及一些薄膜的最佳膜厚l^x的数值;给出了响应时间随膜厚变化的规律．     

粉末溅射金属氧化物气敏薄膜和元件Ⅰ.粉末溅射金属氧化物气敏薄膜

利用反溅,发展了粉末溅射工艺;指出了粉末溅射对研制稳定的薄膜气敏元件的重要性;给出了粉末掺杂比与薄膜掺杂比关系的实验结果;给出了SnO₂(100~x)／CeO₂(x)最佳灵敏度的掺杂x％的范围;给出了灵敏度随膜厚变化的特征,以及一些薄膜的最佳膜厚lx的数值;给出了响应时间随膜厚变化的规律.     

石墨烯为载体的Pd/SnO_2合成及其CO气敏性能研究

采用沉淀法和超声浸渍法制备出不同石墨烯(G)载体量(G_(x%))的二氧化锡(SnO_2)复合材料,并成功负载贵金属钯(Pd)得到Pd_(1.5%)/SnO_2/G_(x%)复合材料。分析比较Pd_(1.5%)/SnO_2纳米复合材料及其石墨烯载体量分别为0.1%、0.25%、0.5%、0.75%(质量分数)的Pd_(1.5%)/SnO_2/G_(x%)复合材料对CO气敏性能。结果表明:石墨烯的加入在抑制SnO_2纳米颗粒团聚的同时也提高了其均匀分散程度,从而提升Pd_(1.5%)/SnO_2/G_(x%)对CO的灵敏度。其中,Pd_(1.5%)/SnO_2/G_(0.25%)对CO表现出更好的传感特性。在最佳工作温度75℃下,该复合材料对115 mg/m~3CO的灵敏度值为56.2,响应时间和恢复时间分别为7 s和10 s,且当CO质量浓度降至5.75 mg/m~3时,该传感器仍对CO具有较好响应。     

Pr-LaFeO_3的甲醛气敏性能研究

利用微波辅助溶胶-凝胶法制备了Pr-LaFeO_3气敏材料,并将其制成烧结型旁热式敏感器件。气敏测试结果显示:组分含量x=mol(Pr)∶mol(Pr-LaFeO3)=1∶10的Pr-LaFeO_3元件对10mL/m~3甲醛气体的灵敏度优于其它组分含量比的元件,另外,其响应时间约为60s,恢复时间约为240s。     

介孔SnO_2纳米材料的制备及酒精气敏特性研究

为了探究新型气敏材料的制备方法,降低普通气敏材料的工作温度及生产能耗与成本,文中采用分子模板法,以非离子表面活性剂十二胺和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板,结合水热法合成孔径尺寸为5~6nm的介孔SnO2纳米结构材料.通过广角度和小角度X射线衍射及透射电子显微镜等方法对产物进行表征,用CGS-1TP智能分析气敏系统上进行气敏性能各项参数的测定.以所制备的纳米SnO2为气敏材料,对0.1×10-4~2×10-4的酒精进行了气敏测试.测试结果表明:介孔SnO2纳米材料在工作温度为152℃(普通温度为400℃)时,对2×10-1‰酒精的最大灵敏度为312,为普通SnO2纳米材料的5~10倍,响应时间为16s,大大降低了气敏元件的工作温度﹑响应时间和灵敏度.表明所制备的具有介孔形貌的SnO2纳米材料对酒精的气敏性能良好,相比普通的气敏材料具有大规模﹑低成本和低能耗的优势,在酒精的生产与监测方面具有良好的应用前景.     

组成对Li_2O-Bi_2O_3-WO_3-B_2O_3系统玻璃性能的影响

采用传统的熔融冷却法制备了Li2O-Bi2O3-WO3-B2O3系统玻璃,对玻璃的电导率、质量密度和硬度进行了研究。结果表明,在Li2O-Bi2O3-WO3-B2O3系统玻璃中,固定n（Bi）：n（B）=3：2,当Li2O摩尔分数保持不变时,随着WO3摩尔分数的增加,玻璃的质量密度增大,硬度减小;当WO3摩尔分数保持不变时,随着Li2O摩尔分数的增加,玻璃的质量密度和硬度先增大后减小,在Li2O摩尔分数为13％时达到最大值,出现了硼反常现象,质量密度最大值为6．6g／cm^3,硬度最大值为401．6HV。     

n型金属氧化物气敏元件的反应温变

提出了一种研究气敏无从手材料反应温度的方法和实验装置给出了反应温变△ｔｒｅｎ随气体浓度Ｃ变化的规律;给出了反应放热率Ｐｒｅｎｓ与反应温度△ｔｒｅａ的关系式。讨论了表面反应速率方程,气体分表面反应几率等问题。     

n型金属氧化物气敏元件的反应温变

提出了一种研究气敏元件和材料反应温变的方法和实验装置;给出了反应温变△trea随气体浓度C变化的规律;给出了反应放热率Prea与反应温变△trea的关系式．讨论了表面反应速率方程,气体分子表面反应几率等问题．     

纳米片状WO3的水热合成及其NO2气敏性能

以钨酸钠(Na_2WO_4·2H_2O)为原料,采用水热法制备出纳米片状WO_3,并用X射线衍射仪和扫描电镜对产物的组成及形貌进行表征。将该纳米材料制作成气敏元件,对不同浓度的NO_2气体进行测试。结果表明,所制备的传感器对低浓度的NO_2气体有良好的灵敏度,响应和恢复时间分别只需5 s和130 s。     

SnO2气敏元件敏感性能的研究

为了探讨具有优良性能的SnO2气敏元件的研制方法,依据半导体晶界气敏理论．以SnO2为基体材料,采用烧结型工艺和溶胶一凝胶方法制备出了气敏器件,并对该元件的气敏特性进行了测试,结果表明,采用溶胶一凝胶方法制备的气敏元件具有较高的灵敏度和低电阻等特点,对氢气响应时间可以达到5s.     

SnO_2超微粒气敏膜的粒径大小与成膜工艺条件的关系

本文介绍了半导体气敏传感器的气敏原因,并主要研究了SnO_2超微粒气敏膜的粒径大小与成膜工艺条件的关系。从对膜的透射电镜及X射线衍射分析的结果得出如下结论:在同样的溅射功率条件下,当气压升高时,膜的粒径减少;在同样的气压条件下,当溅射功率升高时,膜的粒径也减少。     

新型金属氧化物薄膜气敏元件基材料的开发

根据电导气敏机理的氧负离子理论,提出制备n型金属氧化物气敏基材料的理论,指出禁带宽度Eg＞2eV的金属氧化物材料都有可能研制薄膜气敏元件,并通过Fe2O3／1％Sb2O3和TiO2薄膜元件的制备和表征,论证了该理论的正确性.     

p-n型CuO/α-Fe_2O_3复合半导体材料的制备与气敏性能研究

采用化学沉淀法制备了纯态CuO和α-Fe_2O_3颗粒,并采用沉积-沉淀法将p型半导体CuO负载到n型半导体α-Fe_2O_3表面,制备了p-n型复合半导体氧化物气体敏感材料CuO/α-Fe_2O_3.对所合成的材料进行了XRD、SEM、TEM和XPS表征.结果显示:负载量较低时,CuO高分散在α-Fe_2O_3载体表面,当负载量达到30%时,形成了新的CuFe_2O_4晶相;所合成的样品由粒径大小约10 nm的纳米颗粒组成.气敏性能测试结果显示:该材料在100℃的较低温度下,对CO的灵敏度相对纯α-Fe_2O_3提高了几十倍.     

WO_3纳米粉体的制备及其气敏性能分析

以PEG-400为分散剂制得WO3纳米粉体,用粉末X-射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的物相和形貌进行了表征。结果显示:产物为球形颗粒,600℃下热处理2h颗粒平均粒径为80nm。将粉体制成旁热式气敏元件,气敏性能测试结果表明:该WO3纳米粉体对三甲胺具有较高的灵敏度和选择性。600℃下热处理2h材料气敏性最好,在240℃(最佳工作温度)下对体积分数为1×10-8的三甲胺灵敏度可达到3.2。