纳米ZnO的制备及其气敏性能

螯合物;微乳液;溶胶-凝胶;纳米粒子;纳米ZnO的制备及其气敏性能     

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。     

单晶多孔ZnO纳米片的制备、表征及气敏性能研究

采用PVP为表面活性剂,在尿素水溶液中,水热条件下制得层状碱式碳酸锌前躯体(LBZC)。通过高温处理前驱体制备单晶多孔ZnO纳米片。对单晶多孔ZnO纳米片分别采用场发射扫描电镜(FE-SEM),透射电镜(TEM)等进行表征。实验结果表明所制备的单晶多孔ZnO纳米片直径约300~600 nm,厚约15 nm。基于该单晶多孔ZnO纳米片的气敏传感器在300℃下对乙醇表现出较高的选择性,灵敏度较大,快速的响应-恢复性及稳定性,是一种很好的气敏材料。     

ZnO纳米薄膜的制备及其气敏性质研究

纳米氧化锌薄膜具有光电、压电、压敏和气敏等多种性质,使其在透明导体、发光元件、太阳能电池窗口、光波导器、单色场发射显示器、高频压电转换器、微传感器等方面具有广泛的用途.     

LaFeO3纳米晶薄膜及其气敏特性的研究

本文采用溶胶-凝胶方法,经过550℃、1小时的固相反应,得到粒径为40～45nm,均匀性良好的LaFeO₃纳米晶薄膜。将这一成膜技术与集成电路平面工艺相结合,首次研制出了NCF-OSFET气敏元件,它对乙醇具有较高的灵敏度和良好的选择性。     

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。     

ZnO/PPy异质纳米复合材料的制备、表征及其气敏特性

室温下, 采用原位聚合法, 以吡咯(PY)为单体, 氯化铁(FeCl₃·6H₂O)为氧化剂, 在塑料基片上聚合生长了聚吡咯(PPy)纳米微球. 然后在聚吡咯基片上生长ZnO种子, 将表面种有ZnO种子的PPy元件置于六次甲基四胺与硝酸锌的混合溶液中, 90 ℃水浴中, 在PPy微球上生长了ZnO纳米棒, 合成了PPy/ZnO异质纳米复合材料. 分别通过X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对PPy/ZnO异质纳米复合材料的结构和形貌进行了表征. 制备了塑料基的PPy/ZnO异质纳米复合材料气体传感器, 在室温下, 对10×10^-6-150×10^-6 (体积分数)浓度范围的氨气进行了气敏测试, PPy/ZnO气敏元件对氨气响应的灵敏度基本呈线性关系, 且对甲醇、丙酮、甲苯等有机气体表现出很好的选择性. 最后, 对PPy/ZnO异质纳米复合材料的形成机理进行了简要分析.     

杨桃状ZnO纳米片微球的制备及气敏性能的研究

以六水合硝酸锌和尿素为原料,水为反应介质,油酸作为表面活性剂,经水热过程合成了由纳米片组装的碱式碳酸锌微球前驱体,经煅烧后得到形貌一致的氧化锌(ZnO)纳米片组装的杨桃状微球。采用X射线衍射仪(XRD)和环境扫描电镜(SEM)对样品进行表征,结果表明产物为六方纤维矿结构的ZnO,微球尺寸比较均一,直径约为20μm,组装单元扇形ZnO纳米片均匀排列,单元之间存在均匀空隙,BET测试显示纳米片呈现多级介孔结孔结构,比表面积为18.9m2·g-1,室温下的光致发光性能表明其结构表面存在大量氧空位,对产物ZnO气敏元件进行了乙醇和丙酮气体敏感性测试。     

Y掺杂的ZnO纳米纤维材料的制备及其气敏传感器作用机理

采用静电纺丝法成功制备了Y掺杂的ZnO纳米纤维.并通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),能量色散X射线(EDX),透射电子显微镜(TEM)以及热重差热分析(TG-DTA)等手段对样品的结构和形貌进行了表征分析.同时用纯的ZnO和Y掺杂的ZnO纳米纤维制备了传感器,对浓度为(1-200)×10^-6 (体积分数)丙酮的气敏特性进行了测试分析.测试结果表明,可以通过简单控制纳米纤维中Y的含量,来微调该传感器的气敏特性.同时也发现通过Y掺杂, ZnO纳米纤维对丙酮的气敏特性有所改善,表现出很高的响应.纯ZnO和Y掺杂ZnO制成的传感器对几种潜在干扰气体表现出良好的选择性,比如氨气、苯、甲醛、甲苯以及甲醇.本文最后也讨论了该传感器的气敏作用机理.     

铁酸镧纳米晶薄膜制备及其在MOS场效应晶体管气敏元件上的应用

纳米晶固体材料是由粒径小于100nm的微晶颗粒聚集而成的块状或薄膜人工固体,它具有特殊性能。本文采用sol-gel法制备了LaFeO_3纳米晶薄膜,并与集成电路平面工艺相结合,首次研制出了用纳米晶薄膜作为栅控制极的MOS场效应晶体管乙醇敏感元件。     

Sn掺杂MoO_3的制备、表征及气敏性能

以仲钼酸铵和四氯化锡为原料,采用水热法制备了不同Sn掺杂比例的MoO_3;利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和Brunauer-Emmett Teller(BET)测试等手段对材料进行了物相、形貌结构和孔径表征;测试了其对乙醇、二氯甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、四氯化碳、氨气和丙酮等气体的传感性能.结果表明,Sn掺杂未改变MoO_3的结构;290℃为气体传感测试的最佳测试温度;掺杂后的MoO_3对乙醇气体的灵敏度和响应时间均优于纯相MoO_3,Sn掺杂摩尔比为5%时效果最好,500 mg/m~3测试条件下对乙醇的灵敏度为19.64,响应时间为1.1 s.     

Preparation and Ethanol Sensing Properties of ZnO Nanofibers

ZnO nanofibers with an average diameter of about 90 nm were prepared by an electrospinning method combined with a calcination process. The as-electrospun nanofibers before and after calcination were characterized by means of differential thermal analysis(DTA), thermal gravimetric analysis(TGA), X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). The fibers after calcination at 600 °C belong to the hexagonal wurtzite structure. The sensor based on ZnO nanofibers exhibited excellent ethanol sensing properties at 206 °C such as good linear dependence in the low concentration(1―100 μL/L), high response, and good selectivity. Fast response(less than 2 s) and recovery(about 16 s) were also observed in our investigations.     

单根ZnO纳米线的室温气敏特性

利用改进的CVD法制备了(002)面取向生长的ZnO纳米线, 通过光刻/剥离的自下而上的组装技术制备了基于单根ZnO纳米线的气敏元件, 其中的ZnO纳米线直径为50-300 nm, 有效长度为2-10 μm. 测试表明在室温条件下, 元件对浓度为500 μL·L-1的氧气和乙醇的灵敏度可以分别达到1.3 和1.2, 而气敏响应时间分别为10 和5 s, 由于单根纳米线的一维小尺寸结构加剧了电流的自加热效应, 因此元件在外界环境为室温的条件下的灵敏度才略有提高.     

ZnO纳米颗粒锚定的亚微米碳纤维的制备及其吸波性能

使用静电纺丝技术结合水热法制备了表面锚定ZnO纳米颗粒的亚微米碳纤维（ZnO/SDCFs）复合物,并详细研究了反应溶液的pH值对复合物的结构、组成、电磁特性和吸波性能的影响。结果显示,随着pH值的升高,ZnO的含量增加,介电常数、介电损耗以及电磁衰减能力均下降,但阻抗匹配程度提高。相比于纯碳纤维,所有ZnO/SDCFs复合物的吸波性能均得到不同程度的加强。其中,pH值等于8时所制备的ZnO/SDCFs-8复合物拥有最好的吸波性能,主要归因于电磁衰减能力和阻抗匹配间的更好平衡。当ZnO/SDCFs-8的填充量仅为2.5%（质量分数）、厚度为1.7 mm时,相应吸波涂层的最小反射损耗达到-44.1 dB,低于-10 dB的有效吸收带宽为6.1 GHz,频率范围为11.9~18 GHz;当厚度为3.0 mm时,有效吸收带宽可提高到11.8 GHz（6.2~18 GHz）。     

基于ZnS纳米粒子的有机凝胶荧光薄膜的制备及其传感性能

本文首先采用油水界面法制备发光纳米ZnS粒子,再通过物理混合法,将其分散在溶有小分子胶凝剂的有机溶液中,流延于玻璃基质表面,得到ZnS荧光薄膜。实验结果表明,ZnS纳米粒子的平均粒径大小约为200 nm,具有立方晶型结构,并且在杂化薄膜中具有良好的分散性;胶凝剂形成的网络结构对ZnS纳米粒子具有良好的限域效应,表现为稳定的发光性能;气敏实验表明,该杂化膜对挥发性有机单胺和二胺具有灵敏的选择性传感作用;且其灵敏度随着杂化薄膜中ZnS担载量的增大逐渐提高;可逆性实验表明该薄膜对乙二胺蒸汽具有良好的可逆响应性。     

Optical Gas Sensing Properties of Silica Film Doped with Cobalt Oxide Nanocrystals

SiO₂ sol-gel films doped with cobalt oxide nanocrystals have been fabricated. The nanocrystals precipitate in the glass film at 500_°C, while the film is still porous. The nanocomposite films showed a reversible change in the optical transmittance when exposed to CO in the 250 < < 850 nm range. The effects of the residual porosity and testing temperature have been studied. The gas sensing properties of the cobalt oxide nanocrystals doped films are compared with those of nickel oxide nanocrystals doped silica film, previously reported.     

掺杂ZnS纳米粒子的制备及应用

近年来,掺杂ZnS半导体纳米材料作为一类新型发光材料,因其独特的光学特性和在众多领域中的广阔应用前景而成为研究的热点。由于量子尺寸效应,随着纳米粒子粒径减小,掺杂ZnS纳米粒子量子产率增加、带隙能增大,导致吸收光谱和荧光激发光谱发生蓝移,而荧光发射光谱红移。本文详细讨论了影响掺杂ZnS纳米粒子发光性能和量子产率的因素,并综述了掺杂ZnS纳米材料制备及其应用的研究进展。