静电纺丝法制备氧化物纳米纤维及其气敏特性

静电纺丝技术由于简单的装置和制备过程,以及所使用材料的多样和应用领域的广泛,被认为是制备纳米纤维材料最具发展潜力的方法.简述了静电纺丝技术和影响纺丝质量的相关因素;介绍了静电纺丝制备半导体氧化物纳米纤维的方法及纳米纤维在气体传感器领域的应用;比较了几种纳米纤维和纳米线纳米棒等气敏元件的敏感特性;最后分析了纳米纤维具有优...     

静电纺丝法制备有序V2O5微纳米纤维膜及其气敏特性

为了提高微纳米纤维膜气敏材料的灵敏度和响应时间, 本研究采用静电纺丝法结合分离式平行收集极制备有序排列的V₂O₅微纳米纤维膜, 利用XRD、SEM等手段表征纤维膜的相组成、微观形貌以及有序程度, 探讨了有序程度对V₂O₅气体灵敏度、响应时间以及恢复能力的影响。研究结果表明: 500℃煅烧后所得微纳米纤维膜由V₂O₅相组成。平行收集极间距对纤维膜的微观形貌影响较大, 当间距为3 mm时可以获得有序程度为66%的V₂O₅微纳米纤维膜, 其在80~400℃范围内电阻的变化幅度约为2个数量级。当工作温度为300℃时, V₂O₅微纳米纤维膜对C₂H₅OH的灵敏度均高于CH₄和NH₃, 其中有序V₂O₅微纳米纤维膜对浓度为200 mg/L C₂H₅OH气体的灵敏度约为0.9, 响应时间为3 s, 但恢复性能较低, 62 s后阻值仅恢复到初始阻值的55%。     

静电纺丝法制备CuO/SnO2复合材料及其气敏特性研究

为研究p型材料和n型材料复合时气敏特性的变化,采用静电纺丝法分别制备了CuO、SnO_2以及3种比例混合的CuO/SnO_2复合纳米纤维材料,并通过XRD及SEM对其形貌、微观结构等进行表征.测试了该5种材料对丙酮、甲醛、甲醇、乙醇、甲苯等VOC气体的敏感特性.研究表明,CuO/SnO_2=2∶1的复合材料对丙酮、甲苯和乙醇的的响应值有一定提高;CuO/SnO_2=1∶1的复合材料对丙酮具有很高响应的同时,对乙醇和甲苯的响应产生了一定的抑制作用,从而大大提高了材料的选择性.其机理是:半导体材料复合后,在复合材料的表面会有更多的氧吸附,导致更多的VOC气体在半导体材料表面发生反应,使材料的电阻值变化更加明显,提高了材料的响应值.     

纳米SnO_2气敏材料制备的研究进展

为了解国内外SnO2气敏材料及其制备技术的研究进展,对纳米SnO2粉体材料以及膜的制备技术和研究进展进行了详细的综述,并对其未来的发展趋势进行了展望。结果认为,SnO2纳米粉体与SnO2膜等气敏材料的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象;制备技术的不断成熟将使SnO2纳米功能材料作为气敏材料而深入研究和广泛应用,结合掺杂等手段,将进一步推动SnO2气敏元件的高效微型、集成化、智能化发展。     

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。     

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.     

有序介孔SnO_2的制备及其气敏特性的研究

以SBA-15为硬模板,利用浸渍法将SnCl2担载到介孔孔道中,通过控制反应温度和反应环境合成SnO2/SBA-15复合材料,用NaOH溶液除去SBA-15模板,制备具有与SBA-15反转结构的介孔SnO2;通过XRD,TEM和N2吸脱附的表征,证明所制备的SnO2具有有序的介孔结构和较大的比表面积;对乙醇敏感特性进行了初步探讨。     

静电纺丝法制备SiO2纳米纤维及其形貌的调控

一维SiO2纳米纤维以其独特的长径比,优异的力学性能以及热学性能,广泛应用于分离、催化以及传感器领域。以高压静电纺丝技术为基础,结合无模板剂的溶胶-凝胶法合成了直径均匀、连续无裂痕的SiO2纳米纤维。研究表明,合成的SiO2纳米纤维形貌良好,直径约为0.5～3μm,为无定形结构。通过改变陈化时间,调整凝胶的粘稠度,从而控制电纺SiO2的形貌与结构,得到了SiO2碗状结构和不同直径的纳米纤维,证明了利用无模板的溶胶-凝胶法静电纺丝的可行性。     

SnO_2气敏材料及其制备技术进展

为了解国内外SnO2气敏材料及其制备技术的研究进展,按照该材料的发展历程,对纳米粉体、纳米薄膜、纳米一维材料、介孔及多孔材料的制备技术及进展进行了详细的综述。结果认为,SnO2纳米粉体与纳米薄膜气敏材料的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象;纳米一维材料与介孔、大孔材料等结构功能材料作为气敏材料方兴未艾,有很大的发展潜力和应用前景;新老制备技术的不断成熟及涌现将使SnO2纳米结构材料作为气敏材料而深入研究和广泛应用,结合掺杂等手段,将进一步推动SnO2气敏元件的高效微型、集成化、多功能、智能化发展。     

静电纺丝制备二氧化硅纳米纤维的形貌控制

使用溶胶-凝胶和静电纺丝相结合的方式制备二氧化硅纳米纤维,采用PVP/乙醇溶液作为实验用剂,通过调整结构导向剂P123的量来探究其对所得多孔纳米纤维形貌的影响。利用电子扫描显微镜(SEM)、电子透射显微镜(TEM)以及氮气吸附-脱附对得到的多孔纤维进行表征。结果显示,结构导向剂P123的使用量是影响二氧化硅纳米纤维的比表面积的主要因素,但是对孔径分布没有影响。     

Pt掺杂SnO2花状纳米结构的合成及其气敏性能的研究

用原位掺杂法制备了Pt/SnO2花状纳米结构.通过控制反应源物中n(Pt4+)/n(Sn4+)比率,可以获得不同Pt掺杂量的复合纳米结构.采用SEM、XRD、TEM和Raman光谱对样品的形貌、结构等进行了分析,并测试了材料的NH3气体敏感性能.结果表明,Pt掺杂的SnO2纳米花大小约为2μm,由平均直径为180nm,...     

Preparation and catalytic properties of tungsten oxides with different morphologies

Tungsten oxides with different morphologies including platelet-like sheets, nanobelts, and nanoparticles have been successfully prepared by changing the ions in the synthetic solution. Transmission electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier-transform infrared analysis and N₂ adsorption were employed to reveal the morphological evolution, and results show that the morphological evolution can be attributed to the alteration of coordination environment of tungstenic cations contained in the synthetic solution. Furthermore, these products have been applied into hydrodesulfurization measurement to investigate the relationship between the morphologies of tungsten oxides and their catalytic properties. It is concluded that the catalysts originating from nanobelt-like tungsten oxides have highest catalytic activity and excellent selectivity due to their scrolled character and strong metallic edges.     

不同形貌纳米ZnO的合成及其光催化性能研究

以Zn(NO3)2·6H2O和NH4HCO3为原料,采用直接沉淀法制备了不同形貌和微观结构的纳米氧化锌。详细研究了反应终点pH值及沉淀前驱物的后处理方式等对粉体的晶体结构、形貌、粒径分布和团聚状况的影响。通过调节反应条件可分别获得网络状或颗粒状纳米氧化锌;光催化降解实验结果表明,网络状纳米氧化锌的光催化性能优于纳米颗粒状产物,而且该网络状和颗粒状纳米氧化锌的光催化活性均明显优于商品光催化剂P25。     

MnO2纳米材料的可控制备和催化性能研究

通过简单的水热法并在不使用表面活性剂的情况下成功地合成了α-MnO2纳米线,采用XRD和扫描电子显微镜研究了MnO2的晶相、成分和形貌,初步研究了反应温度对纳米结构MnO2合成的影响,对MnO2降解亚甲基蓝催化性能进行了测试。结果表明,α-MnO2纳米颗粒和纳米线的合成是可控的,α-MnO2纳米结构的尺寸和形貌对催化降解亚甲基蓝有较大的影响,其中150℃所得的α-MnO2纳米线,其直径约为20～30nm,降解效果最佳,180min可降解91%。     

Preparation of Sb:SnO2 thin films and its effect on opto-electrical properties

The present study focuses on pure and antimony (Sb)-doped tin oxide thin film and its influence on their structural, optical, and electrical properties. Both undoped and Sb-doped SnO₂ thin films have been grown by using simple, inexpensive pyrolysis spray technique. The deposition temperature was optimized to 450 °C. X-ray diffractions pattern have revealed that the films are polycrystalline and have tetragonal rutile-type crystal structure. Undoped SnO₂ films grow along (110) preferred orientation, while the Sb-doped SnO₂ films grow along (200) direction. The size of Sb-doped tin oxide crystals changes from 26.3 to 58.0 nm when dopant concentration is changed from 5 to 25 wt%. The transmission spectra revealed that all the samples are transparent in the visible region, and the optical bandgap varies between 3.92 and 3.98 eV. SEM analysis shows that the surface morphology and grain size are affected by the doping rate. All the films exhibit a high transmittance in the visible region and show a sharp fundamental absorption edge at about 0.38–0.40 nm. The maximum electrical conductivity of 362.5 S/cm was obtained for the film doped with 5 wt% Sb. However, the carrier concentration is increased from 0.708?×?10¹⁸ to 4.058?×?10²⁰ cm³. The electrical study reveals that the films have n-type electrical conductivity and depend on Sb concentration. We observed a decrease in sheet resistance and resistivity with the increase in Sb dopant concentration. For the dopant concentration of 5 wt% of Sb in SnO₂, the Rs and ρ were found minimum with the values of 88.55 (Ω cm^?2) and 2.75 (Ω cm), respectively. We observed an increase in carrier concentration and a decrease in mobility with the addition of Sb up to 25 wt%. The highest figure of merit values 2.5?×?10^–3 Ω^?1 is obtained for the 5wt% Sb, which may be considered potential materials for solar cells' transparent windows.

     

氧化锡纳米线的制备及其乙醇气体敏感性能

采用热蒸发法成功制备氧化锡纳米线。用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对所制备纳米线的晶格结构和表面形貌进行表征。所制材料为金红石氧化锡单晶结构,纳米线直径为50~200nm,长度为5~15μm,符合气-液-固生长机制。以氧化锡为气敏材料,制备了旁热式结构气敏元件,测试该元件对浓度范围为25×10^-6 ~500×10^-6 的乙醇气体环境的敏感性能。结果表明,该元件的最佳工作温度约为260℃;在25×10^-6 和500×10^-6 的乙醇气体中,灵敏度分别为7.54和111.01,响应时间为2~20s,恢复时间为5~33s;在测试范围内灵敏度与气体浓度具有良好的线性关系;7天内重复测量误差在5%以内,稳定性较好。     

Magnetic properties and electrocatalytic properties of Fe5C2 particles with different morphologies

Journal of Materials Science: Materials in Electronics - Fe5C2 particle is a promising magnetic material, but there are few reports on pure phase Fe5C2 particle with adjustable morphology. Herein,...     

SnO2共混Fe2O3纳米氧化物的制备及其组织结构研究

用SnCl4和FeCl3为原料,采用化学共沉淀法制备掺杂Fe2O3的纳米SnO2,运用差热(DSC)、X射线粉末衍射(XRD)和透射显微镜(TEM)等方法对Fe2O3和SnO2混杂纳米粉末的物相和粒径进行了分析。结果发现：与纯SnO2相比,(1)掺杂Fe2O3可以降低前驱体Sn(OH)4分解制备SnO2纳米晶的焙烧温度,从纯Sn(OH)4的分解温度345．7℃下降到341．1℃;(2)掺杂Fe2O3可以有效阻碍SnO2纳米晶的团聚和长大,前驱体在650℃焙烧时,纯SnO2晶粒在25nm,而掺杂Fe2O3的SnO2晶粒可以保持在2nm左右;(3)掺杂Fe2O3使前驱体焙烧制备SnO2的温度范围更宽,对制备小于10nm的SnO2纳米晶,纯SnO2的焙烧温度范围在400～550℃,而掺杂Fe2O3的焙烧温度范围在400～650℃;(4)SnO2／Fe2O3复合粉末在650℃以下,其晶体结构保持溶剂SnO2的四方结构,部分Fe元素置换了Sn的位置;650℃以上,复合粉末从溶剂晶格中析出Fe2O3形成两相结构。