氧化钨纳米纤维的制备及其对H_2S的气敏特性北大核心

利用静电纺丝法制备了氧化钨(WO_3)纳米纤维。使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相结构和微观形貌进行表征。分析结果表明:制备的WO_3纳米纤维由众多纳米颗粒组装而成,且平均直径约为200 nm。同时,研究了基于WO_3纳米纤维的气体传感器对H_2S的气敏特性。实验结果表明:在工作温度为150℃时,该传感器对体积分数为2×10^(-5)的H_2S气体的响应达到72,响应时间和恢复时间分别为4 s和21 s,且检测极限为5×10^(-9),表明该传感器在低体积分数H_2S气体检测方面有实际应用价值。     

Zn/Co金属有机框架的制备及其对正丁醇的气敏特性

采用水热法合成了Co3O4、ZnO和Zn/Co金属有机框架(Zn/Co-MOF)纳米结构。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌和晶体结构进行了表征,分析结果表明制备的Zn/Co-MOF为边长约300 nm的立方体结构。制备了基于Co3O4、ZnO和Zn/Co-MOF纳米结构的气体传感器,并对正丁醇进行了气敏性能研究。实验结果表明:三种气体传感器对正丁醇均有明显的响应,其中Zn/Co-MOF气体传感器的气敏性能最优。Zn/Co-MOF气体传感器最佳工作温度为200℃,其对体积分数为1×10^-4正丁醇气体的灵敏度为59.18,响应/恢复时间分别约为39 s和40 s。同时,Zn/Co-MOF传感器还具有良好的选择性、重复性和长期稳定性。     

氧化钨基材料气敏性能及其改性的研究进展

WO₃纳米材料具有多种独特的功能特性。对其在气体检测领域的发展进行了简单阐述,主要介绍了WO₃基纳米材料的最新合成方法,对四种常见危害气体(二氧化氮、三乙胺、氨气、丙酮)的检测能力及其传感机制,并基于国内外研究中贵金属负载、元素掺杂、组分复合等方法,对WO₃基气体传感器增强选择性、降低最佳工作温度等性能提高的方式进行了归纳,系统介绍了近年来WO₃基纳米材料在气敏性能改性领域的研究进展。最后,对WO₃基气体传感器在实际应用中仍然存在的问题进行了总结,并提出目前已有的研究对气敏传感机制的讨论不够深入,应深度剖析并阐明传感机制。     

柔性PANI-SnO_2复合薄膜的制备及其对NH_3的气敏特性

以苯胺与二氧化锡(SnO_2)为前体,通过将原位化学氧化聚合法与静电吸附相结合,在柔性衬底聚酰亚胺(PI)上制备了聚苯胺-二氧化锡(PANI-SnO_2)复合薄膜。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射(XRD)对复合薄膜的结构与形貌进行表征,证实了PANI-SnO_2的成功合成与复合。对其在室温条件下进行了一系列气敏性能测试,结果表明SnO_2的添加有效提升了PANI对氨气(NH_3)的响应能力;该PANI-SnO_2复合薄膜对体积分数为1×10~(-5)～6×10~(-5)的NH_3具有良好的灵敏度,此外,该复合薄膜具有良好的重复性与选择性;而且在进行弯折处理后,PANI-SnO_2对NH_3的响应值并无明显变化。上述结果都表明PANI-SnO_2复合薄膜对NH_3的检测具有实际应用价值。     

ZnO纳米线的制备及其气敏特性北大核心

采用水热法制备了ZnO纳米线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其物相及微观形貌进行了表征和分析。测试结果表明,ZnO纳米线的平均直径和长度分别约为250 nm和10μm。同时,研究了ZnO纳米线气体传感器对挥发性有机化合物(VOC)的气敏特性。实验结果表明,ZnO纳米线的气体传感器在最佳工作温度200℃下,对浓度5×10-7乙醇和丙酮气体的灵敏度分别可达4.58和2.63,相应的响应时间分别为9和6 s,恢复时间均为3 s。其最低检测极限为5×10-8,表明该传感器对不同环境中乙醇和丙酮气体的检测具有潜在应用前景。最后,对ZnO纳米线气体传感器的气敏机理进行了讨论。     

氧化镨纳米材料的制备及其对环己酮的气敏性能

采用水热法制备了氧化镨(Pr₆O₁₁)纳米材料,通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对所制备微结构的形貌、化学组分和晶体结构进行了表征。分析结果表明,制备的Pr₆O₁₁颗粒多为边长(280±42.9) nm的正四面体纯相纳米结构。制备了基于Pr₆O₁₁纳米材料的气体传感器,并测试了其对环己酮的气敏性能。测试结果表明,在最佳工作温度(约240℃)下,Pr₆O₁₁气体传感器对体积分数为5×10^-5的环己酮的响应度可达10.5,响应和恢复时间分别为35和74 s。同时,随着检测环境相对湿度的增加,Pr₆O₁₁气体传感器的响应度有所下降,但仍然具备良好的环己酮检测能力,证明其在复杂环境中低浓度环己酮检测领域具有巨大的潜力。     

掺SiO2的WO3纳米粉体的合成及其NO2气敏特性

采用sol-gel法制备了一系列掺有SiO2的WO3纳米粉体,通过X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,测试了材料的气敏性能,探讨了煅烧温度、掺杂量、工作温度等对材料气敏性能的影响。研究发现:适量SiO2的掺杂有利于提高WO3对NO2气体的灵敏度,其中SiO2掺杂量为3%(质量分数)的气敏元件,在150℃工作温度下,灵敏度达713,响应–恢复时间分别为7s与26s。对WO3的NO2气敏机理也进行了探讨。     

磁控溅射法制备WO_3薄膜及其氢敏特性研究

采用直流反应磁控溅射法,在未抛光的Al2O3基片上制备WO3薄膜,在干燥空气中经过热处理;利用SEM观察薄膜表面形貌;通过XRD测量,对薄膜的晶体结构进行分析;薄膜氢敏特性测试采用静态配气法。经过400℃热处理,当工作温度在270℃时,对体积分数为3×10-4%H2的灵敏度达到了77,稳定性较高、选择性好、响应时间在15s以内。WO3薄膜是一种较理想的氢敏材料,在氢敏传感器的设计中必定会得到足够的重视和广泛应用。     

氧化钨基室温气敏传感器的研究进展

氧化钨(WO_3)基半导体气体传感器对NO_2等气体具有较好的气敏特性。为了将传感器工作温度降低至室温,研究者们尝试了各种方法,如合成新型纳米材料、紫外光和可见光照射等。主要介绍了近年来WO_3基气敏材料在室温条件下其气敏性能的最新研究进展,展现了近年来WO_3基室温气体传感器的最新研究成果。并提出通过合成具有p-n异质结构的材料、开发新型纳米结构、增加材料中氧空位浓度以减小材料带隙宽度有可能是WO_3室温气体传感器下一下阶段的研究重点。     

基于分等级中空微球结构Co3O4/WO3复合材料的制备及对H2S的气敏性能

通过简单的水热法合成了由纳米颗粒自组装而成的分等级中空微球结构WO₃和Co₃O₄/WO₃材料,整个实验过程中不添加任何的表面活性剂和模板剂,符合绿色化学发展理念。对样品的形貌、结构、化学成分和气敏性能进行了表征。结果表明,Co₃O₄/WO₃复合材料成功构筑p-n异质结并呈中空微球结构。在气敏性能测试中,Co₃O₄/WO₃复合材料传感器在最佳工作温度50℃下对体积分数为1×10^-5的H₂S气体的响应值为42.1,约为WO₃传感器的3.37倍,响应时间仅为8 s。本实验还进行了1×10^-8～5×10^-5不同体积分数的H₂S气体连续循环检测,检测下限低至1×10^-8。同时,所制备的传感器具有良好的稳定性、选择性和重现性。此外...     

SnO_2陶瓷材料的制备及其气敏特性

研究了Ｓｎ粒的硝酸氧化法、ＳｎＣｌ２溶液化学沉淀法、ＳｎＣｌ２与ＳｎＣｌ４混合盐沉淀法及Ｎａ２ＳｎＯ３溶液化学沉淀法等合成纳米ＳｎＯ２气敏材料的工艺条件、产率、结构和气敏性能及Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ等贵金属对不同工艺ＳｎＯ２的气体灵敏度和气敏选择性的影响。实验结果表明,制备工艺,颗粒尺寸,掺杂元素和工作温度等对ＳｎＯ２的气敏特性有影响。     

微波辅助合成纳米WO_3/TiO_2复合材料及其气敏性能

为改善WO3基敏感材料的气敏性能,采用微波回流法一次性合成了纳米WO3/TiO2复合材料,并研究TiO2掺杂量对用其制备的气敏元件气敏性能的影响。结果表明:此气敏元件对体积分数为100×10-6的NOx、二甲苯、H2S和丙酮气体具有较强的敏感性,掺杂w(TiO2)为20%的元件,对H2S和NOx的灵敏度分别为31.18和695.84;掺杂w(TiO2)为30%的元件,对二甲苯和丙酮的灵敏度分别为39.19和35.69。     

WO3基的掺杂及其气敏感特性的研究

在三氧化钨粉体材料中加入4wt%瓷粉和不同质量比的金属及金属氧化物,以恒温600℃烧结1小时制成傍热式厚膜可燃性气体敏感元件.本文采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与电导率、元件灵敏度、响应与恢复特性,讨论了元件的气敏性能和加热功率的关系.实验结果显示W03基元件掺入一定的杂质在加热功率为600mW时能开发成适合不同燃气的敏感元件.     

氧化锌纳米纤维的制备及其氨气气敏特性

采用静电纺丝技术制备了具有多孔结构的ZnO纳米纤维,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线能量色散谱(EDS)对ZnO纳米纤维的形貌、晶体结构和组成成分进行了表征。将上述材料制成气体传感器,对氨气进行了气敏性能测试。实验结果表明,由ZnO纳米纤维制成的气体传感器在室温下对氨气具有较高的灵敏度和较低的检测限,对300ppm氨气的响应值约为65%,响应时间和恢复时间分别为70 s和60 s,对10ppm氨气的响应值约为3.3%,并且具有良好的选择性和长期稳定性。由于ZnO纳米纤维表面形成了特殊的多孔结构,为氧化还原反应提供了更多的氧空位和活性位点,有利于气体的吸附,提高了传感器对氨气的气敏性能,使其在实际应用中极具前景。     

基于电荷流动晶体管的新型气敏传感器

在通常的MOSFET基础上,根据电荷流动电容器原理,设计了一种新型的栅区开槽的电荷流动场效应管(CFT),并以一种新型有机半导体材料--三明治型稀土金属元素镨双酞菁配合物(Pr[Pc(OC8H17)8]2为气敏材料,取代栅极中的间隙位置.利用LB超分子薄膜技术,将Pr[Pc(OC8H17)8]2以1∶3的配比与十八烷醇(OA)混合的LB多层膜(Pr[Pc(OC8H17)8]2-OA)拉制在CFT上,形成了一种新型的具有CFT结构的LB膜NO2气敏传感器.当对该器件加一栅压VGS时(大于阈值电压),由于高阻敏感膜充电达VGS需要一段时间,因而漏电流出现延迟现象.这种弛豫与NO2气体浓度有关,室温下探测灵敏度可达5ppm NO2.     

基于电荷流动晶体管的新型气敏传感器

在通常的 MOSFET基础上 ,根据电荷流动电容器原理 ,设计了一种新型的栅区开槽的电荷流动场效应管(CFT) ,并以一种新型有机半导体材料——三明治型稀土金属元素镨双酞菁配合物 (Pr[Pc(OC8H1 7) 8]2 为气敏材料 ,取代栅极中的间隙位置 .利用 L B超分子薄膜技术 ,将 Pr[Pc(OC8H1 7) 8]2 以 1∶ 3的配比与十八烷醇 (OA)混合的 L B多层膜 (Pr[Pc(OC8H1 7) 8]2 - OA)拉制在 CFT上 ,形成了一种新型的具有 CFT结构的 L B膜 NO2 气敏传感器 .当对该器件加一栅压 VGS时 (大于阈值电压 ) ,由于高阻敏感膜充电达 VGS需要一段时间 ,因而漏电流出现延迟现象 .     

水热因素对ZnO纳米材料气敏性能的影响

通过水热法合成了不同形貌的氧化锌(ZnO)气敏传感材料,利用X射线衍射仪和热场发射扫描电子显微镜对其进行了结构表征和分析,研究了不同的水热因素对其形貌的影响。利用Agilent B2900A quick I/V测试软件测试了其对乙醇气体的敏感性。实验结果表明:前驱体浓度、反应时间和反应温度会对ZnO纳米棒的生长造成显著影响。在前驱体浓度为20 mmol/L、反应时间为8 h、反应温度为95℃的条件下进行水热反应能得到较高质量和良好长径比的纳米线。通过气敏性能测试发现该条件下制备的样品在使用叉指电极时响应度为79%,响应时间和恢复时间均为4 s,表明该条件下制备出的气敏传感材料具有良好的响应度、响应时间和恢复时间。     

MoSe2纳米球结构的制备及其对NO2的气敏性能

通过水热法制备了纳米球状MoSe₂结构。使用扫描电子显微镜(SEM)对该材料的结构和形貌进行了表征。MoSe₂纳米球状结构形貌均匀,其直径为200～300 nm。同时,利用叉指电极制作了基于MoSe₂的气体传感器,并测试了其气敏性能。测试结果显示：在室温条件下,MoSe₂传感器具有优异的气敏性能,能检测到极低体积分数的NO₂,对体积分数6×10^-8的NO₂的响应为1.006 4,在空气中也能完全恢复。此外,该传感器还具有良好的响应/恢复特性、重复性、长期稳定性与选择性。最后结合电子转移理论,分析了MoSe₂气体传感器对NO₂气体的气敏机理。