掺铝ZnO纳米粉的制备与气敏特性研究

用可溶性无机盐法(ISG法)制备掺杂Al^3 的ZnO纳米气敏材料，用D／Max0-rB型X-射线粉末衍射仪研究纳米晶的结构。结果表明制备的掺铝ZnO纳米材料属于六方晶系，纤锌矿结构。用Seherrer公式计算得ZnO和掺铝ZnO的平均晶粒分别为40nm和35nm。用掺铝的ZnO纳米粉做成气敏元件，测试了不同铝含量的纳米材料在不同浓度的乙醇气体和氢气下的敏感特性。结果表明随着气体浓度的增加，灵敏度逐渐上升；随着Al含量的减少，材料气敏灵敏性逐渐增强。当铝含量为Al／ZnO=O．5％(mol)时，对O．2％的乙醇气体的灵敏度最大可达到127。并讨论了纳米材料对敏感气体的物理吸附和化学吸附以及纳米氧化物的气敏机理。     

具有不同微观形貌ZnO的控制合成及其气敏性能研究

利用不同湿化学法制备了具有丰富微观形貌的纳米ZnO,研究了不同制备条件对ZnO形貌的影响,结果表明反应体系过饱和度及压力对所得材料的微观形貌均有较大的影响;系统测试了基于不同微观形貌ZnO气敏元件对丙酮和乙醇气体的敏感性能,结果显示基于棒状连排微观形貌ZnO的气敏元件,其性能最佳。     

纳米Au表面修饰ZnO的制备及其气敏性能

利用化学浴法制备了由六棱锥纳米分枝组成的多级分层花型结构的ZnO,并采用溶剂热法在所得ZnO材料表面均匀修饰Au纳米粒子。系统地研究了不同Au纳米粒子修饰量对ZnO气敏性能的影响。结果表明:Au纳米粒子的修饰能显著提高ZnO对丙酮气体的敏感性,当Au修饰量为10%(质量分数),工作温度为270℃时,ZnO表现出最佳灵敏度和选择性,是实际应用中良好的气体敏感候选材料。     

LaFe11.6Si1.4合金的常温吸放氢行为

利用化学浴法制备了由六棱锥纳米分枝组成的多级分层花型结构的ZnO,并采用溶剂热法在所得ZnO材料表面均匀修饰Au纳米粒子.系统地研究了不同Au纳米粒子修饰量对ZnO气敏性能的影响.结果表明:Au纳米粒子的修饰能显著提高ZnO对丙酮气体的敏感性,当Au修饰量为10％(质量分数),工作温度为270℃时,ZnO表现出最佳灵敏度和选择性,是实际应用中良好的气体敏感候选材料.     

V掺杂MoO_3纳米带的制备及V掺杂对乙醇气敏性能的影响

针对MoO_3气敏材料工作温度较高(300~500℃)、对低浓度气体检测能力有限等问题,采用水热法制备V掺杂MoO_3纳米带材料并组装成气敏元件,测试测试并探究不同V掺杂量对乙醇气敏性能的影响。结果表明:当前躯体中n(V):n(Mo)为1:10时,气敏元件对乙醇气敏性能最佳。V掺杂MoO_3纳米带的最佳工作温度相比于纯MoO_3纳米带降低约80℃,对1000×10~(-6)(体积分数)乙醇响应值为基于纯MoO_3纳米带元件的5.2倍,说明V掺杂可以有效降低MoO_3材料的乙醇检测温度,并显著提高气敏响应值。     

共沉淀法制备金、镍掺杂氧化锌的丙酮气敏性能探究（英文）

利用共沉淀法制备了纯氧化锌和镍掺杂氧化锌。比较了不同Ni掺杂浓度对ZnO丙酮气敏传感器性能的影响。结果表明,1 mol%Ni掺杂ZnO具有最高的丙酮传感性能,其对20μg/g丙酮的响应值达到12。在此基础上,添加金作为异质结进一步激活氧化锌传感材料。实验结果表明,0.03 mol%Au活化1 mol%Ni掺杂的ZnO表现出最高的丙酮气敏响应,对20μg/g丙酮的响应值达到17。同时,该气敏材料保持了对乙醇、甲醛及苯的高选择性,以及对丙酮的快速响应恢复时间(10 s)。     

ZnO/SnO_2气体传感器的喷墨打印制备及其性能研究

利用以溶胶-凝胶法为主的湿化学法制备了ZnO/SnO_2前驱溶液墨水,并利用喷墨打印功能薄膜技术实现在银钯叉指电极衬底上制备ZnO/SnO_2不同混合比例的金属氧化物气敏薄膜元件。通过XRD,SEM对气敏薄膜进行结构分析和形貌观察。利用气敏检测装置研究了不同复合比例的气敏薄膜元件阻温特性及其对乙醇的气敏特性。实验表明,增加薄膜喷墨打印次数可降低薄膜电阻,喷打5次的薄膜可得到性能较好的连续膜。在工作温度250℃时,Zn/Sn摩尔比例为4:1的复合薄膜对乙醇气体显示出最佳气敏响应。     

DyFeO3纳米材料的制备及H2S敏感特性

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了具有钙钛矿结构的稀土复合氧化物DyFeO3，X射线粉末衍射和透射电镜观察表明该材料为粒径约26nm的纳米颗粒，由于粒径的减小、表面积的增大而造成其晶体结构中呈现出一定的晶格畸变率。将材料制成气敏元件并测试了其对H2S，乙醇，CO，H2等多种气体的气敏特性，结果发现该材料对H2S有较高的灵敏度和选择性，因而有较高的实用价值。     

三元Au/Fe_2O_3-ZnO基高选择性丙酮气敏材料的共沉淀和微波辐照法合成（英文）

采用共沉淀和微波辐照法合成三元Au/Fe_2O_3-ZnO基气敏材料。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对材料进行表征,并对其气敏性能进行测试。结果表明,材料由六方纤锌矿ZnO、面心立方纳米金和斜方相Fe_2O_3晶粒组成。Au/Fe_2O_3-ZnO基传感器对乙醇和丙酮具有很高的选择性,在较低工作温度(270°C)下,对丙酮气体的灵敏度高(154),且响应速度极快(1 s)。材料对气体的选择性与加入该材料的Fe_2O_3量有关。该材料在丙酮气体检测与安全管理方面具有非常好的应用前景。     

铜锑钢抗氧化性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和具有三维周期性边界条件的超胞模型，结合VASPsol隐式溶剂模型，计算了O原子在α-Fe(100)纯表面及铜锑掺杂表面的吸附能、功函数和bader电荷等，分析了Sb和Cu掺杂对铜锑钢抗氧化性能的影响。结果表明：Sb和Cu共掺能明显减弱基体对O原子的吸附，提高含氧环境中表面电子稳定性。Sb和Cu共掺杂的协同作用促进了大量含锑氧化物和少量含铜氧化物的形成，并抑制了含铁氧化物生成。     

Sonochemical synthesis and gas sensing properties of well-aligned ZnO nanorods

A simple method of using ultrasound radiation is presented here as a means of fabricating the well-aligned one-dimensional nanostructure of zinc oxide nanorods. X-ray diffraction and scanning electron microscopy were used to characterize ZnO nanorods prepared under different concentrations of precursors. The morphologies of the ZnO nanorods can be controlled by varying the concentration of the solution. An investigation of the gas sensing property of the materials confirms that the properties of the sensors are influenced by the morphologies of the nanorods. The results indicate that the ZnO nanorods have great potential as gas sensors.     

纳米In2O3的微乳液合成及酒敏性能

采用微乳液法制备超细In2O3粉体，粉体粒径为8nm，在In2O3基体材料中掺杂Pd及金属氧化物，研制出实用性的热线型C2H5OH气敏元件，该元件功耗低(小丁300mW)，选择性高，长期稳定性好。并考察了温度、湿度变化对气敏元件性能的影响，分析了元件的气敏机理。     

退火处理对氧化锌纳米棒形貌及气敏性能的影响（英文）

研究水热合成氧化锌纳米棒的高温热稳定性。采用X射线衍射和扫描电镜对氧化锌纳米棒的结构与形貌进行表征。采用热重分析研究氧化锌纳米棒在热处理过程中的失重情况。结果表明:在退火温度低于400°C时,氧化锌纳米棒具有较好的热稳定性。当退火温度超过600°C时,氧化锌纳米棒的长径比明显降低并且纳米棒的团聚趋势加剧。退火处理对氧化锌纳米棒的气敏性能具有显著影响。与未经退火处理的氧化锌纳米棒相比,经历400°C退火处理的氧化锌纳米棒对浓度为25×10-6的H2灵敏度可以从2.22提高至3.56。经历400°C热退火处理的氧化锌纳米棒对H2表现出最优的气敏性能。     

Preparation and characterization of uniform circinate aggregates of sheet ZnO nanoparticles

Uniform circinate aggregates of sheet ZnO nanoparticles with a specific surface area of 24 m2·g-1 were prepared by the direct precipitation method.The circinate aggregates were hexagonal ZnO,with the wall thickness ranging from 0.5 to 1 μm and the diameter ranging from 5 to 10 μm.The backs of the circinate aggregates were regularly arranged by numerous sheet ZnO nanoparticles with a thickness of 30-80 nm and a diameter of 300-400 nm.The precursors were aggregates of sheet Zn5(CO3)2(OH)6 nanoparticles,which were decomposed into ZnO by calcining in air in the range of 200-285℃,and the ZnO retained the similar special structure.The C2H5OH content had a significant effect on the formation of sheet ZnO.The centripetal force,the Van der Waals force,and the hydrogen bond were deduced as the driving forces of the formation of circinate.     

SiO2包覆对含微量CO氢环境中LaNi4.25Al0.75吸氢动力学性能的影响

采用气相二氧化硅法制备了LaNi4.25Al0.75/SiO2复合材料,研究了该复合材料表面形貌以及氢中微量CO对LaNi4.25Al0.75合金及LaNi4.25Al0.75/SiO2复合材料吸氢动力学性能的影响。结果表明：合金被毒化后,在表面生成含NiO、La(OH)3、La2O3、Al(OH)3的氧化层,并且吸附大量CO,导致合金的吸氢量减少,动力学变慢。表面包覆SiO2可显著改善合金抗毒化性能     

Preparation and Properties of Al/Pb-Ag-Co Composite Anode Material for Zinc Electrowinning

通过电沉积的方法制备了Al/Pb-0.3wt%Ag-0.01wt%Co和Al/Pb-0.3wt%Ag复合阳极材料。通过阳极极化曲线,循环伏安曲线和塔菲尔曲线技术研究了复合阳极材料在50g/L Zn2+,150g/L H2SO4溶液体系下的电化学行为。通过扫描电子显微镜和能谱技术分析测试了表面微观结构。结果表明钴的引入可以降低阳极析氧电位,并提高阳极耐腐蚀性。与铸造的Pb-0.3wt%Ag合金相比,复合阳极Al/Pb-0.3wt%Ag和Al/Pb-0.3wt%Ag-0.01wt%Co的表面氧化层更加致密,晶粒更加细小。     

纤维锌矿ZnO纳米棒的合成及高选择性酒精传感器的研制

以无机盐做前驱体，采用有机溶液氧化-还原法合成了ZnO纳米棒，对终产物通过XRD、Raman spectrum、SEM和TEM进行结构检测表明，产物为纤维锌矿型结构，呈棒状，直径大约为50～80nm，长度大约为500nm；对材料的气敏性能测试表明，基于该材料制成的气体传感器对酒精有很好的响应和很好的选择性，且响应-恢复迅速。     

Filtered vacuum arc deposition of undoped and doped ZnO thin films: Electrical, optical, and structural properties

Filtered vacuum (cathodic) arc deposition (FVAD, FCVD) of metallic and ceramic thin films at low substrate temperature (50-400 °C) is realized by magnetically directing vacuum arc produced, highly ionized, and energetic plasma beam onto substrates, obtaining high quality coatings at high deposition rates. The plasma beam is magnetically filtered to remove macroparticles that are also produced by the arc. The deposited films are usually characterized by their good optical quality and high adhesion to the substrate. Transparent and electrically conducting (TCO) thin films of ZnO, SnO₂, In₂O₃:Sn (ITO), ZnO:Al (AZO), ZnO:Ga, ZnO:Sb, ZnO:Mg and several types of zinc-stannate oxides (ZnSnO₃, Zn₂SnO₄), which could be used in solar cells, optoelectronic devices, and as gas sensors, have been successfully deposited by FVAD using pure or alloyed zinc cathodes. The oxides are obtained by operating the system with oxygen background at low pressure. Post-deposition treatment has also been applied to improve the properties of TCO films.The deposition rate of FVAD ZnO and ZnO:M thin films, where M is a doping or alloying metal, is in the range of 0.2-15 nm/s. The films are generally nonstoichiometric, polycrystalline n-type semiconductors. In most cases, ZnO films have a wurtzite structure. FVAD of p-type ZnO has also been achieved by Sb doping. The electrical conductivity of as-deposited n-type thin ZnO film is in the range 0.2-6 × 10^− 5 Ω m, carrier electron density is 10²³-2 × 10²⁶ m^− 3, and electron mobility is in the range 10-40 cm²/V s, depending on the deposition parameters: arc current, oxygen pressure, substrate bias, and substrate temperature. As the energy band gap of FVAD ZnO films is ∼ 3.3 eV and its extinction coefficient (k) in the visible and near-IR range is smaller than 0.02, the optical transmission of 500 nm thick ZnO film is ∼ 0.90.