NiO-WO3纳米立方块的制备及在甲醛检测中的应用

采用一步水热合成法合成NiO-WO₃纳米立方块,以WO₃为主体,引入p型半导体NiO构建NiO-WO₃ p-n异质结。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对相应的微观结构进行了分析表征,表明产物为单斜相WO₃,由尺寸大小均匀的纳米立方块组成,平均粒径100 nm左右,引入NiO后WO₃纳米立方块的形貌基本保持不变。 将NiO-WO₃纳米立方块制成气敏元件并测验了其对甲醛气体的敏感特性。 气敏测试结果表明,构建NiO-WO₃异质结可显著地提高WO₃传感器对甲醛气体的敏感特性。 特别是5％NiO-WO₃异质结纳米立方块结构传感器,其在200 ℃下对0.134 mg/L甲醛的灵敏度达到18.5,且具有快速响应-恢复特性、良好的稳定性及对甲醛的良好选择性。 传感器性能提升的原因主是界面处p-n异质结的形成和NiO的高催化活性。     

NiWO4纳米材料的湿法合成及新型气敏传感器性能研究

采用湿法合成了低温(60 ℃)生长的三维花状NiWO₄材料,并制备了NiWO₄氨气传感器。采用X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（IR）和拉曼光谱（Raman）等对NiWO₄纳米材料的物相结构、微观形貌和比表面积进行了分析;研究了传感器对氨气、二氧化氮、二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳和甲烷等气体的传感性能。结果表明：NiWO₄对氨气显示了最佳气敏响应。在50 ppm氨气下,NiWO₄氨气传感器显示出快速响应（47 s）和快速恢复（143 s）。此外,还测试了材料在 22.5%~97.3%的相对湿度（RH）内的响应恢复效应。结果表明：NiWO₄材料对于湿度的响应较为迅速（37 s）,具备制备高性能湿敏传感器的潜力。      

聚苯胺薄膜的溶液表面制备及室温氨气气敏性能

提出了一种基于溶液表面的聚苯胺(PANI)薄膜及气敏器件的室温制备方法,以苯胺单体、盐酸和过硫酸铵为原料通过氧化聚合在其水溶液表面直接获得质子化聚苯胺(PANI)薄膜,并利用薄膜的可转移特性构筑气敏器件.研究发现溶液的pH对PANI致密薄膜的形成至关重要,从而提出了质子化苯胺单体优先在溶液表面聚集和聚合的PANI薄膜形成机制.该薄膜气敏器件能够对NH₃进行有效的室温检测,且性能随薄膜聚合温度和聚合时间的变化呈规律性变化,优选制备条件下(pH=0.6,室温18℃,聚合60 min)的薄膜其检测下限为10^-6,响应与NH₃浓度呈良好的线性关系,并具有良好的重复性、选择性、快速响应和有竞争力的响应值.该薄膜制备工艺体现了“绿色”制备思想,且薄膜能够大面积制备并具有优异的气敏性能,有望为PANI-基薄膜的制备与室温气体传感器的研究与应用提供一种新的思路.     

微含量简单成分气体的人工嗅觉分析方法

提出了由两层径基函数(RBF)网络和两层线性基本函数(LBF)网络组成的串联神经网络,建立了由SnO₂半导体气敏传感器阵列和串联神经网络分类方法组成的人工嗅觉系统.对微含量的甲醇、乙醇、丙酮挥发气的测试与分析结果表明,提高了人工嗅觉系统的灵敏度和识别能力,为人工嗅觉系统对简单与复杂成分气味的实时检测和食品香气质量的人工分析创造了条件.关键词嗅觉模拟,串联神经网络,气敏传感器阵列.     

三维有序In2O3纳米线阵列的合成及纳米结构有序度对气敏性能的影响

采用SBA-15硬模板复制技术合成出三维有序纳米线阵列结构的In₂O₃, 通过离心分离获得了2个尺寸不同的块状颗粒样品. 利用XRD、 SEM和紫外-可见光谱对样品的晶体结构、 晶粒尺寸、 形貌及带隙宽度进行了分析. 结果表明, 2个样品具有相同的纳米微结构, 均为由晶粒尺寸约12 nm的近球形In₂O₃晶粒规则有序排列生长而成的三维纳米线阵列结构, 纳米线的直径约为12 nm, 间距约为2 nm, 且块状尺寸较大样品的带隙宽度略大. In₂O₃样品对乙醇气体的气敏性能测试结果显示, 当乙醇气体在空气中的体积分数为100×10^-6, 温度为320 ℃时, A样品的灵敏度达到50. 6, 优于尺寸较小的B样品. 通过对比研究发现该纳米结构样品的气敏性能明显优于同级别纳米颗粒和介孔结构材料, 纳米材料的气敏性能随纳米结构形态有序度的增加而提高.     

偶氮苯-PVP复合薄膜光波导传感器检测苯乙烯

将掺杂偶氮苯（Azo）的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为敏感试剂,利用旋转甩涂法将其固定在钾离子（K⁺）交换玻璃光波导表面,研制了Azo-PVP复合薄膜/K⁺交换玻璃光波导气敏元件,并对其气敏特性进行研究。实验结果表明,该敏感元件对苯乙烯蒸汽有较好的选择性响应,其最低检测浓度为1.0×10^-8体积比（V/V₀）,响应-恢复时间分别为9 s和24 s。在浓度1.0×10^-81.0×10^-3（V/V₀）范围内,气体浓度与输出光强度之间有较好的线性关系。     

PdO,Au, CdO修饰SnO2纳米纤维的制备及其气敏特性

采用静电纺丝的方法制备了SnO₂纳米纤维,并分别用PdO、Au、CdO对该纳米纤维材料进行表面修饰.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDX)、X射线光电子能谱(XPS)分析、Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面积测试对材料进行表征.修饰前后, SnO₂纳米纤维都是由约15 nm的纳米颗粒构成的直径约为200 nm的多级结构材料.采用静态测试系统对纯SnO₂及不同物质修饰的SnO₂的气敏特性进行测试,结果表明,未修饰的SnO₂纳米纤维气敏元件对甲醛具有较好的响应.修饰后的SnO₂材料的气敏特性都有明显的改善. CdO修饰的SnO₂气敏元件对甲醛的响应值最高,且响应恢复时间短,选择性好. Au修饰的SnO₂气敏元件对甲醛响应的最佳工作温度从300 ℃降到了200 ℃.经PdO修饰后, SnO₂纳米纤维对甲苯的响应值变得最高.初步分析了经过修饰的SnO₂气敏材料的敏感机理.     

气敏半导体材料Cd2Sb2O6.8的制备及其性能研究

采用化学共沉淀法,在较低温度(750℃)下制备了具有缺陷烧绿石结构的复合氧化物Cd₂Sb₂O_6.8的纯相超微粉;研究了制备条件对物相、结构和气敏性能的影响,并对其反应过程机理进行了探讨,气敏性能测试结果表明,纯相Cd₂Sb₂O_6.8气敏元件对乙炔气体有较高的灵敏度和较好的选择性.     

二维光学薄膜的气敏反射光谱特性

研究二维光学薄膜ＳｎＯ２：ＴｉＯ２在乙醇、丙酮、氨蒸汽中的气敏反射光谱，发现它与厚膜（膜厚２０μｍ）的气敏反射光谱有明显的差异，它的反射光强在气体浓度较低时随气体浓度增加而增强，气体浓度较高时则现象相反，并且它的反射峰会发生位移。利用不同气体的反射峰的气敏特性，可制成有气体选择性的气敏光纤传感器。     

WO3基气敏材料研究进展

综述了近年来国内外对WO3基气敏材料的研究状况,对制备工艺、防团聚技术、掺杂效应及气敏机理等进行了分析比较,并对今后的研究方向提出了一些看法。     

Porous sol gel silica films doped with crystalline NiO nanoparticles for gas sensing applications

A reliable sol gel route to synthesize NiO doped SiO₂ films with different NiO content is here described. The films showed detectable and reversible changes in both optical and electrical properties when exposed to some reducing/oxidizing gaseous species at temperatures in the 250°C–350°C range. A functional characterization protocol has been designed and some of the sensing properties of the materials have been investigated for detecting NO₂, CH₄, CO and H₂. An optical transmittance increase up to 2% has been detected for 1% CO in dry air atmospheres, while relative resistance response (R _R = R _gas/R _air) values up to 4.97 for 850 ppm H₂/air mixtures have been registered for conductometric gas sensing. Films at all NiO molar concentrations in the 10% NiO - 40% range showed an optical response to the target gas, while only 30% and 40% NiO films provided a detectable gas induced resistance change.     

气敏新材料MXenes在呼出气体传感器中的应用

电子鼻结合人工智能对呼出气进行检测、分析和识别已成为非侵入性医疗检测领域的研究热点。然而,目前已报道的气体传感材料尚不能同时满足高灵敏度、高选择性和稳定的室温检测,阻碍了气体传感器在医疗健康领域的应用及发展,寻找合适的传感材料具有重要的意义和挑战。新型二维层状纳米材料MXenes具有种类多、比表面积大、导电性能强、表面含有丰富的官能团以及能带宽度可调等优异性能,是高灵敏、低能耗气体传感器的明星候选材料。本综述针对MXenes基材料的特殊结构,总结梳理了MXenes基材料在气体传感中的最新研究成果,聚焦于MXenes材料的气体传感机理和改性方法,对MXenes材料用于气体传感依然存在的问题和挑战进行深入探讨。     

WO_3基气敏材料研究进展

综述了近年来国内外对WO3 基气敏材料的研究状况 ,对制备工艺、防团聚技术、掺杂效应及气敏机理等进行了分析比较 ,并对今后的研究方向提出了一些看法     

金属氧化物室温气敏材料的结构调控及传感机理

室温气敏材料能耗低、稳定性好、安全性高,并且有助于简化传感器的器件结构,具有很好的实际应用前景。开发具有优异室温传感性能的气敏材料成为近年来传感领域的研究热点。金属氧化物半导体材料来源广泛、环境友好、结构调控灵活,在室温气体传感性能方面取得一定的进展。本文介绍了金属氧化物气敏材料的发展历程及气体传感机理,详述了各种具有室温气敏性能的金属氧化物纳米结构,重点讨论构建金属氧化物室温传感性能的有效策略和传感机制,并对室温传感材料的未来发展进行了展望。     

Photoinduced Enhancement of Gas Response Behavior of Tetra(heptyloxy)phthalocyanine Thin Film

Thesemiconductivityofphthalocyaninefilmsisstrong1yincreasedinthepresenceofabsorbedelectron-acceptorgas(suchasNO2).ThiseffectsisduetochargetransferbetWeenthee1ectTon-donatingphthalocyaninemoietyandtheelectTon-acceptorgas.ThistopichasbeenstUdiedwidelyinrecentyearswiththeobjectiveofproducinganewgen-erationofgassensors.1-3Here,wereportthepreliminarystUdiesofphotoinduceden-hancementofconductivitychangesinspin-coatedphthalocyaninefilmsexPosedtoNO2gas.Thephthalocyaninefilmswerepreparedbyspin-coat…     

Construction of a N-Acetyl-L-methionine Electrode and Determination of Acylase with an Ammonia Gas Sensor

Abstract

The N-acetyl-L-methionine electrode is based on a coupled enzymatic system consisting of acylase and L-amino acid oxidase with an ammonia gas sensor; conditions of imobilization are optimized. N-acetyl-L-methionine in the range 4×10^?5–2×10^?3M gives a linear potential vs. log(concentration) plot with a response time of 2–5 min over the range specified. This electrode combined with an L-methionine electrode, based only on L-amino acid oxidase and an ammonia gas sensor, can be used for the determination of both substrates in mixtures, thus extending the feasibility of the method. Acylase (0.1–2.00) is determined in aqueous solutions by adding N-acetyl-L-methionine to the sample, and measuring the ammonia evolved with the gas-sensing electrode.     

Controllable synthesis of highly crystallized mesoporous TiO_2/WO_3 heterojunctions for acetone gas sensing

Mesoporous semiconducting metal oxides(SMOs) heterojunctions are appealing sensors for gas detecting.However,due to the different hydrolysis and condensation mechanism of every metal precursor and the contradiction between high crystallinity and high surface area,the synthesis of mesoporous SMOs heterojunctions with highly o rdered mesostructures,highly crystallized frameworks,and high surface area remains a huge challenge.In this work,we develop a novel "acid-base pair"adjusted solvent evaporation induced self-assembly(EISA) strategy to prepare highly crystallized ordered mesoporous TiO_2/WO_3(OM-TiO_2/WO_3) heterojunctions.The WCl_6 and titanium isopropoxide(TIPO) are used as the precursors,respectively,which function as the "acid-base pair",enabling the coassembly with the structure directing agent(PEO-b-PS) into highly ordered meso structures.In addition,PEO-b-PS can be converted to rigid carbon which can protect the meso structures from collapse during the crystallization process.The resultant OM-TiO_2/WO_3 heterojunctions possess primitive cubic mesostructures,large pore size(～21.1 nm),highly crystalline frameworks and surface area(～98 m~2/g).As a sensor for acetone,the obtained OM-TiO_2/WO_3 show excellent re sponse/recovery perfo rmance(3 s/5 s),good linear dependence,repeatability,selectivity,and long-term stability(35 days).     

半导体复合氧化物气敏材料研究进展

综述了近几年半导体复合氧化物的发展,包括分类、气敏机理、制备方法等,对其发展趋势提出了一些看法。引用文献33篇。     

PVA薄膜光波导气敏元件及其应用研究

将纯聚乙烯醇(PVA)和掺有维生素C的PVA作为敏感试剂,通过旋转甩涂法分别研制出了PVA薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件和VC-PVA薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件并检测其气敏特性.实验结果表明,PVA薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件对二甲苯气体有良好的选择性响应,其响应浓度范围为10-4～10-7(体积比);加入VC后,使此敏感元...     

金修饰ZnO纳米棒阵列制备及对甲醛气敏性能

通过两步溶液法在氧化铝陶瓷管上先制备出ZnO纳米棒阵列,再用真空蒸镀法在ZnO纳米棒表面形成一层均匀Au膜,于500℃下热处理得到Au纳米颗粒修饰的ZnO(Au-ZnO)纳米棒阵列体系。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)对ZnO纳米棒阵列和Au-ZnO纳米复合体系进行表面形貌表征和结构分析。气敏性能测试结果表明,Au-ZnO纳米复合体系在300℃下对1000μL·L-1甲醛的灵敏度为41.5,而在200℃下灵敏度仍能达到10.3,表明可以制备低工作温度下气敏性能良好的甲醛气敏传感器。