Y2O3薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件及其气敏性

采用溶胶-凝胶法将氧化钇(Y2O3)敏感膜固定在锡掺杂玻璃光波导表面,研制出了Y2O3薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件,并对挥发性有机气体进行了检测.通过XRD测试对敏感薄膜的结构及晶粒尺寸进行了表征.实验结果表明,在室温下Y2O3薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件对二甲苯、氯苯气体有较好的选择性响应,其响应浓度范围为l×10-3 ～1×10-5(V/V).Y2O3薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件具有灵敏度高、成本低、响应速度快、制作工艺简单和可逆性好等优点.     

Pr6O11对SnO2半导体气敏特性的影响

研究了添加Pr_6O_11的SnO_2半导体气敏元件的气敏特性。在丙酮、乙醇、甲烷、一氧化碳等11种气氛中测量结果表明,元件对丙酮、乙醇具有选择性,Pr_6O_(11)的最佳含量为1.0wt％左右。实验还发现,元件的限定工作温度随着Pr_6O_(11)含量的增加而下降,响应时间和恢复时间缩短,灵敏度随被测气体浓度变化的线性范围相应增大。     

一维Ga2O3/SnO2纳米纤维的制备及其气敏性能

通过静电纺丝法制备了一维Ga2O3/SnO2纳米纤维,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对材料进行了表征,测试了不同Ga2O3质量分数(0、40%、50%、60%、70%、100%)的Ga2O3/SnO2纳米纤维(650℃,5 h)对应元件对三甲胺、丙酮、乙醛、乙酸、氨气、乙醇、甲醛7种气体的气敏性能。结果表明:在室温(25℃)时,60%(w/w)Ga2O3-40%(w/w)SnO2纳米纤维对三甲胺气体具有较高的灵敏度和较短的响应/恢复时间。对1000μL·L^-1三甲胺的灵敏度达到51;检出限达到0.8μL·L^-1,其灵敏度为1.3。     

In2O3/CdO复合材料的制备及气敏特性

采用水热合成方法制备了花状In2O3纳米材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)及透射电镜(TEM)对材料的结晶学特性及微结构进行了表征.制备的In2O3材料呈现花状,是由粒径约20nm的椭球状小颗粒构成的分级结构材料.将制备的In2O3与纳米CdO以摩尔比1:1混合后,发现制成的In2O3/CdO复合材料经热处理后呈现葡萄状多孔结构.测试In2O3/CdO复合材料制作的气敏元件处于最佳工作温度(410°C)时,对0.05×10-6(体积分数,φ)的甲醛气体表现出较高的灵敏度.对比测试发现,In2O3/CdO复合材料制作的气敏元件对不同浓度甲醛的灵敏度明显优于纯花状In2O3纳米材料.同时In2O3/CdO复合材料制作的气敏元件在乙醇、甲苯、丙酮、甲醇以及氨气等干扰气体中具有对甲醛良好的选择性.讨论了In2O3/CdO复合材料气敏元件的敏感机理.     

纳米半导体材料SO~_4(2-)/La-α-Fe_2O_3的表面结构与酒敏特性

对纳米半导体材料 SO2 -4/La-α-Fe2 O3 进行了 IR、XPS分析和比表面积测定实验 ,并制成厚膜型酒敏元件 ,探索了焙烧温度与灵敏度的关系以及气敏元件的稳定性。结果表明 ,样品中 SO2 -4与 La-α-Fe2 O3 表面的金属离子 (Fe3 + 或 La3 + )结合构型是无机桥式配位型 ,SO2 -4的加入使 Fe2 p3 /2 电子结合能从 71 0 .85 e V提高到 71 2 .1 0 e V,表面 Fe3 + 在 SO2 -4的作用下显示出更正的电位 ,从而改变了半导体性质 ,由 p型转变成为 n型 ;在焙烧温度为 45 0℃烧结的 SO2 -4/La-α-Fe2 O3 元件 ,对酒精的灵敏度最高 (S=3 5 .7)、稳定性好。     

SmFe_(1-y)Sr_yO_3的制备及其气敏性能

用sol-gel法制备SmFe_(1-y)Sr_yO_3(y=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)粉体.XRD图谱表明SmFe_(1-y)Sr_yO_3为正交钙钛矿结构,粉体的晶胞体积和晶粒尺寸均随Sr~(2+)含量的增大而增大.用SmFe_(1-y)Sr_yO_3纳米粉体制备成气敏元件,测试了其对乙醇气体的气敏特性.结果表明,在同等条件下,以SmFe_(0.7)Sr_(0.3)O_3元件对乙醇的气敏性能最优,在工作温度为240℃时对体积分数为1×10~(-4)的乙醇的灵敏度达到26.14,是SmFeO_3元件的10.80倍.SmFe_(0.7)Sr_(0.3)O_3元件同时还表现出较好的选择性、响应-恢复特性与稳定性,工作温度为240℃时的响应时间和恢复时间分别为28s和83s.     

纳米晶γ-Fe2O3的微乳液法制备及其气敏性

采用NaOH/十二烷基苯磺酸钠(DBS)/甲苯/水和NaOH/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/三氯甲烷/正丙醇/水2种微乳液体系制备了γ-Fe_2O_3纳米粉体,并对其气敏性能进行了研究和讨论。用FT-IR、XRD和TEM测试技术对纳米粉体进行了结构表征。结果表明,选用DBS和CTAB作为表面活性剂,在W/O分别为10．77和10．56的条件下均可获得粒径为4～5 nm的球形γ-Fe_2O_3纳米颗粒。由于获得的γ-Fe_2O_3纳米颗粒表面均有残余的表面活性剂存在,导致产物颗粒之间不易团聚,粒径较小。由2种微乳液体系制备的γ-Fe_2O_3纳米粉体制作的气敏元件,对体积分数为0．1％的乙醇的灵敏度分别为12．5和23．8,并测得元件DBS的响应-恢复时间分别为20和30s;元件CTAB的响应．恢复时间分别为15和47 s。元件的灵敏度与所测气体的浓度呈线性关系。     

平面型乙醇快速响应气敏传感器的制备

采用水热法合成了纳米In₂O₃颗粒,将其旋涂于陶瓷基片上经氮化处理获得InN基片,再对InN基片进行氧化,合成出气敏材料并在一种微型平面电极片上制备了传感器件.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）仪、X射线光电子能谱（XPS）等手段对材料的形貌、组成进行了表征与分析,结果表明,最终获得了松枝状结构的InN-In₂O₃纳米复合材料.对器件的气敏性能进行了测试,发现基于此材料制备的平面型气敏传感器对乙醇气体具有良好的气敏性能：检测浓度为1.025 mg/m³（500 ppb）的乙醇蒸汽的灵敏度可达18;检测2.05 mg/m³（1 ppm）的乙醇的响应-恢复时间最快仅为1 s;最佳工作温度低,仅为50℃.     

溶胶-凝胶法制备In-Cd纳米复合氧化物及其气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备了In20rCdln2O4和CdO-Cdln2O4纳米复合氧化物,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料的形貌和结构进行表征,并对其进行了乙醇、丙酮等多种气体的气敏性能测试.结果表明Cdln2O4材料复合h12O3和CdO后显著提高了对丙酮和乙醇气体的灵敏度和选择性.     

原位生长的α-Fe2O3/ZnO异质纳米棒阵列对乙醇气体的高选择性检测

采用两步溶液法在陶瓷管上原位生长了ZnO纳米棒阵列,然后以ZnO纳米棒为载体,通过水热法在其表面负载α-Fe₂O₃纳米粒子,生成异质α-Fe₂O₃/ZnO复合纳米材料。 α-Fe₂O₃/ZnO纳米棒直径30~80 nm,长1 μm左右,交叉排列形成纳米棒阵列,α-Fe₂O₃纳米粒子粒径约10 nm,均匀分布在ZnO纳米棒表面。 将纯ZnO和α-Fe₂O₃/ZnO纳米棒阵列制成气敏元件,测试并对比了2种气敏元件的气敏性能,揭示其气敏机理。 结果表明:α-Fe₂O₃纳米粒子的复合显著提高了ZnO纳米棒阵列对乙醇气体的灵敏度和选择性,在工作温度370 ℃时,对100 μL/L乙醇气体的响应值为85.4,是同条件下ZnO器件对乙醇响应值(9.4)的9.1倍,响应时间7 s,最低检出限为0.01 μL/L。 相关研究可以应用于痕量乙醇的快速、高灵敏度和高选择性检测。