金属氧化物半导体气敏材料抗湿性能提升策略

金属氧化物半导体气体传感器是目前研究和应用最为广泛的气体传感器之一,具有高灵敏、长寿命和低成本等优点。然而,金属氧化物半导体气敏材料在湿润环境中会与水蒸气发生相互作用,导致传感器的基线电阻发生漂移,气敏性能受到显著影响,成为传感器应用中面临的瓶颈问题。针对该问题,研究者们从抑制水的表面吸附、水与氧的竞争吸附及调控水与吸附氧的反应三个方面开发了一些金属氧化物半导体气敏材料的抗湿性能提升策略,从而提升金属氧化物半导体气敏材料的抗湿性。本文对水蒸气的影响机理进行了分析,对三类抗湿提升策略的未来发展提出展望,有望为金属氧化物半导体气敏材料抗湿性能的提升提供解决思路与方法指导。     

超分子组装在二维材料基室温甲醛传感材料中的应用

甲醛作为室内空气中的主要挥发性有机化合物之一,对人体的健康产生了极大的威胁,因此对甲醛进行检测具有重要意义.传统的电阻式气体传感器一般基于低成本和高灵敏的金属氧化物,但其较高的操作温度和较低的选择性限制了它们的实际应用.开发高性能室温甲醛传感器迫在眉睫,其核心则是寻找性能优异的室温甲醛传感材料.二维材料由于具有独特的物理化学性质和电学性能,成为高性能室温甲醛传感器的热门候选材料.另一方面,超分子组装作为一种温和的材料修饰改性策略,也为大幅提高二维材料的室温甲醛传感性能提供了可能.本文整理了近年来基于二维材料的室温甲醛传感相关工作,总结了甲醛气体分子的传感机制,梳理了二维材料的分类与特性,归纳了用于室温甲醛传感的基于二维材料“主体”的超分子组装策略,并着重介绍了二维材料基超分子组装材料在电阻式室温甲醛传感中的应用,并对二维材料基室温甲醛传感材料的未来发展进行了展望.     

中空多壳层结构材料的制备及气体传感应用研究进展

先进气体传感器技术在现代社会安全生产生活中扮演着极为重要的角色,而高效敏感材料的设计与开发是其中的关键.中空多壳层结构材料因其独特的层层嵌套的多壳层与多腔体结构而表现出特别的物理化学性质,在气体传感领域显现出巨大的应用潜力.传统的硬模板法、软模板法以及基于奥斯特瓦尔德熟化和柯肯德尔效应的无模板法在中空多壳层纳米结构材料的普适制备及壳层结构的精确调控等方面存在诸多限制.次序模板法的出现突破了上述限制,促进了该领域的迅速发展.本文简要回顾了中空多壳层结构材料制备方法的发展历程,介绍了其在甲醛、乙醇、丙酮、甲苯及二氧化氮等有害气体检测中的具体应用,分析了其在气体传感领域的独特优势,最后对该领域面临的挑战和发展前景进行了总结与展望.     

稀土掺杂γ—Fe2O3气敏材料研究

采用化学共沉淀法合成了具有良好气敏特性的γ—Fe_2O_3微粉。通过稀土掺杂使γ—Fe_2O_3的显微结构得到改善,相转变温度得到提高,进而改善了γ-Fe_2O_3气敏材料的稳定性,提高了气体检测灵敏度。另外,不同稀土元素的掺杂使γ—Fe_2O_3气敏材料的气敏选择性得到改善。     

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。     

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.     

钼酸铋基气敏材料研究进展

气体传感器被广泛应用于检测工业和家庭中有毒有害气体。气体敏感材料是气体传感器中重要的组成部分,敏感材料的性质决定了气体传感器的性能。研制精度高、检测快、集成度高的气体检测器迫在眉睫。钼酸铋作为一种新型双金属氧化物气敏材料,具有高选择性、高敏感度的优势。本文从气敏机理、形貌控制、掺杂和复合材料构建方面对近年来钼酸铋作为气敏材料的研究进行了总结,并对钼酸铋基气敏材料未来的研究方向进行了展望。     

高分子型湿敏传感结构材料及器件

综述了湿敏传感器的研究进展。重点介绍了四类高分子型湿度传感器,电容型、电阻型（电子导电型和离子导电型）、声表面波（ＳＡＷ）型和光敏型。同时还简介介绍 类聚炔湿敏传感结构材料的研究结果,及今后该研究领域的发展方向。     

二氧化锡薄膜：制备及在室温下气敏性质

利用溶胶-凝胶法首先在玻璃基片上制备了氧化锡晶种膜,之后采用溶剂热法在其上生长了致密的氧化锡薄膜。利用扫描电子显微镜和X射线衍射技术对氧化锡薄膜的形貌和晶体结构进行了表征,结果表明构成薄膜的氧化锡晶粒具有四方锡石结构,尺寸在7~10nm之间。表面活性剂在溶剂热反应过程中对薄膜生长的研究表明,十二烷基苯磺酸钠可以显著提高薄膜的质量。对所制备的氧化锡薄膜进了气敏性质研究,结果表明,在温和的测试条件下,如室温、常压、干燥的空气背景等,该氧化锡薄膜对二氧化氮气体具有良好的探测能力,检测限为1.0μL·L^-1。     

基于Mn掺杂ZnS量子点的室温磷光传感应用的研究进展

与一般有机染料分子相比,半导体材料量子点具有优异的光学性能,在多个领域得到了广泛的应用.量子点具有窄而对称且可调的发射波长、宽激发强吸收、抗光漂白能力强以及水溶性好等诸多优势,引起了研究者广泛关注.为了增加量子点的斯托克斯位移从而很好地避免量子点的自猝灭现象,引入掺杂物是一种很有效的方式.掺杂量子点不仅保留了量子点原有的优点,而且还赋予量子点额外的优异性能.如Mn掺杂ZnS量子点生物相容性好,不含Cd和Hg等有害元素,而且Mn2+的加入使其具有优异的室温磷光特性.磷光检测能很好地避开生物背景荧光的干扰,使得Mn掺杂ZnS量子点能够广泛应用于磷光生物分析.本文综述了Mn掺杂ZnS量子点在室温磷光分析中的研究进展,着重介绍了几种具有启发意义的设计策略,包括其发光机理以及应用于离子、分子以及生物大分子等的检测.     

环糊精诱导室温磷光发光机理研究进展

本文综述了环糊精诱导室温磷光发光机理，并对得原子作用及除氧技术作了介绍。     

离子液基萃取金属离子的研究进展

室温离子液体作为一种新型绿色溶剂,因其具有不挥发、不易燃等重要特性,故近年来在各种金属离子液/液萃取领域的应用日益受到关注。本文系统评述了离子液基萃取金属离子的分配规律、萃取机理、缺陷和克服方法,并展望了该分离方法在环境分析化学领域的应用前景。     

常温吹扫捕集-气相色谱法测定海水中氧化亚氮

建立了海水中氧化亚氮的常温吹扫捕集-气相色谱检测方法。对吹扫捕集系统的条件进行了考察,优化结果如下:捕集温度30℃,脱附温度250℃,吹扫时间10min,吹扫气流速20mL/min。等实验条件进行了优化。本方法操作简单、灵敏、重现;检出限达2.8×10-10mol/L,标准工作曲线的线性相关系数大于0.9995(n=5);曲线斜率的相对标准偏差为2.8%(n=5);回收率为93.93%±3.1%(n=5)。用此方法测定了厦门近海表层海水样品中氧化亚氮的浓度。     

魔幻尺寸ＣｄＳｅ纳米簇的连续生长与室温光学性质

以镉的脂肪酸盐和分散在三辛基膦中的硒单质分别作为镉和硒的前体,采用十二烷基硫醇做“成核剂”,十二烷基胺为活化剂,在非配位溶剂十八碳烯中,实现了连续尺寸高质量魔幻尺寸半导体纳米簇（ＣｄＳｅ）的合成。所得ＣｄＳｅ纳米簇的形态和光学性质分别通过透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱、荧光激发光谱、荧光发射光谱及时间分辨的荧光光谱测试技术进行了表征和测定。该系列ＣｄＳｅ纳米簇具有良好的室温荧光性质,能够得到较强的以往只有低温（５～２００Ｋ）下才能探测到的荧光光谱。所得发射光谱大部分为表面缺陷导致的黄光发射。部分尺寸的纳米簇能够实现白光发射,其ＣＩＥ坐标为（０.３３９,０.３４０）,为白光光源的开发提供了备选材料。     

Tin Oxide Based Hybrid Nanostructures for Efficient Gas Sensing

Tin oxide as a semiconductor metal oxide has revealed great potential in the field of gas sensing due to its porous structure and reduced size. Especially for tin oxide and its composites, inherent properties such as high surface areas and their unique semiconducting properties with tunable band gaps make them compelling for sensing applications. In combination with the general benefits of metal oxide nanomaterials, the incorporation of metal oxides into metal oxide nanoparticles is a new approach that has dramatically improved the sensing performance of these materials due to the synergistic effects. This review aims to comprehend the sensing mechanisms and the synergistic effects of tin oxide and its composites in achieving high selectivity, high sensitivity and rapid response speed which will be addressed with a full summary. The review further vehemently highlights the advances in tin oxide and its composites in the gas sensing field. Further, the structural components, structural features and surface chemistry involved in the gas sensing are also explained. In addition, this review discusses the SnO₂ metal oxide and its composites and unravels the complications in achieving high selectivity, high sensitivity and rapid response speed. The review begins with the gas sensing mechanisms, which are followed by the synthesis methods. Further key results and discussions of previous studies on tin metal oxide and its composites are also discussed. Moreover, achievements in recent research on tin oxide and its composites for sensor applications are then comprehensively compiled. Finally, the challenges and scope for future developments are discussed.     

纳米氧化锌的固相合成及其气敏特性

以酒石酸和乙二胺四乙酸为原料,分别与醋酸锌进行固相反应制得前驱化合物,进而热分解得到气敏材料氧化锌。用Ｘ射线粉末衍射和透射电镜对材料的陶瓷微结构进行了表征,并用静态配气法测试了材料在不同工作温度下对乙醇、氨气、液化石油气的灵敏度高,实验结果表明：用这种方法合成的氧化锌具有粒径小,工作温度低及对乙醇气体灵敏度高的特点。     

Oxidation of CO on Nanometer Metal Oxides at Low Temperatures

ＯｘｉｄａｔｉｏｎｏｆＣＯｏｎＮａｎｏｍｅｔｅｒＭｅｔａｌＯｘｉｄｅｓａｔＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ＊ＺＨＡＮＧＷｅｎ－ｘｉａｎｇ＊＊,ＪＩＡＭｉｎｇ－ｊｕｎ,ＺＨＡＯＪｉｎｇ－ｚｈｅ,ＺＨＡＮＧＣｈｕｎ－ｌｅｉ,ＷＵＴｏｎｇ－ｈａｏ（Ｄｅｐａｒ...     

固体基质室温燐光法中微晶包埋刚性化机理的研究

本文利用扫描电镜对不同的固体基质表面进行了观察。发现它们的表面都存在一个容易使样斑形成微晶微粒的粗糙表面环境。燐光体——硫鸟嘌呤包埋刚性化的实验进一步证实了微晶包埋刚性化也能诱导出强的RTP发射信号。本文提出了另一条新的诱导RTP发射的途径——微晶包埋刚性化机理。     

Using Room Temperature Phosphorescence of Gold(I) Complexes for PAHs Sensing

The synthesis of two new phosphane-gold(I)–napthalimide complexes has been performed and characterized. The compounds present luminescent properties with denoted room temperature phosphorescence (RTP) induced by the proximity of the gold(I) heavy atom that favors intersystem crossing and triplet state population. The emissive properties of the compounds together with the planarity of their chromophore were used to investigate their potential as hosts in the molecular recognition of different polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Naphthalene, anthracene, phenanthrene, and pyrene were chosen to evaluate how the size and electronic properties can affect the host:guest interactions. Stronger affinity has been detected through emission titrations for the PAHs with extended aromaticity (anthracene and pyrene) and the results have been supported by DFT calculation studies.     

过渡金属氧化物在光电化学传感器中的应用研究进展

近年来,光电化学传感器的研究已经成为人们关注的热点。光敏材料作为光电化学传感器的关键部分,其性能对传感器的灵敏度、选择性和稳定性等特征起着决定性的作用。该文简要介绍了光电化学传感器的原理和光电材料的分类,阐述了在光电化学传感器中常见过渡金属氧化物及其复合物的光电材料的制备方法与应用,对光电化学传感器及光电化学材料的发展前景进行了展望(引用文献67篇)。