Co3O4掺杂SnO2体系的乙醇和丙酮气敏特性

通过研磨、涂浆和700 ℃ 烧结3 h的方法， 得到了一系列Co3O4掺杂的SnO2纳米颗粒厚膜． 发现在300 ℃ 的工作温度下复合膜对乙醇和丙酮表现了很好的气敏性质， 尤其是在摩尔比Co/Sn为5%时效果达到最好． 对1000 ppm的乙醇和丙酮的灵敏度分别为301和200，为没有Co掺杂时的SnO2时的7倍和5倍．同时，Co3O4的掺杂没有使得对H2的灵敏度有很大的提高，即提高了乙醇和丙酮对氢气的选择性．最后讨论了提高气敏性能的机制．     

Sol-gel法制备纳米SnO2气敏材料的研究

用Sol-gel法制备SnO2纳米粒子，并用XRD、紫外吸收光谱和激光Raman光谱进行了表征和分析。XRD实验证实了所制备的粒子具有较理想的纳料尺寸，其粒径随热退火温度升高而增大；Raman光谱表明低温退火时SnO2纳米材料的氧缺位较大；紫外吸收光谱表明退火温度在300－500℃粒径变化很大，但光的吸收稳定不变，可望利用这些性质，提高SnO2气敏器件的性能。     

银掺杂对CdFe2O4电导和气敏性能的影响

用溶胶－凝胶法制备了CdFe2O4及其掺银纳米粉,并对其制备条件,物相组成,微结构,电导和气敏性能作了系统研究。结果表明：350度下预烧2h进一步除尽残存柠檬酸的凝胶粉于800度下热处理2h可得纯相掺银纳米粉Cd1-xAgxFe2O4(O≤x≤0.04);电导测量显示。该材料呈表面电阻控制的n型半导体导电的行为,由于Agcd*电离出的空穴h对材料中导带自由电子的湮灭,使得掺银固溶体的导电性远小于同温下的纯相CdFe2O4;Cd0.98Ag0.02Fe2O4纳米粉制作的元件在330度下对45umol/L C2H5OH的灵敏度为相同浓度干扰气体Petrol的11倍多,有望开发有一类新型C2H5OH信息敏感材料。     

光纤传感材料SnO2的气敏光反射特性研究

作者研究了二氧化锡的气敏光反射特性,测量了它在乙醇,氨,丙酮气体中的浓度与气敏反射光谱关系,发现它对氨气的气敏光谱波长灵敏范围最大,而且不同波长有不同的灵敏度。解释SnO₂气敏光反射机理。     

掺杂SnO2气敏特性的量子化学研究

本文用ＣＮＤＯ／２方法讨论了经Ｓｂ，Ｐｄ，Ａｇ掺杂杂后的ＳｎＯ２对ＣＯ，Ｈ２，ＣＨ４的可能吸附方式，并讨论了ＳｎＯ２的表面吸附以及掺杂剂对气敏电子输运过程的作用，表明Ｓｂ，Ｐｄ，Ａｇ的作用在于提供或接收载流子，并以５Ｓ，５ｐ轨道为主要的输运通道。     

燃烧法制备纳米CdFe2O4及表征

以Fe（NO3）3.9H2O和Cd（NO3）2.4H2O为原料,以柠檬酸为还原剂,采用燃烧法制备了CdFe2O4纳米粉体,用X射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、红外光谱（IR）和振动样品磁强计（VSM）等手段对样品进行了表征,结果表明,样品为尖晶石型铁酸镉纳米粉体,其粒径大约为20—50nm,且具有超顺磁性。     

Yb-In_2O_3纳米管的制备及其对甲醛的优异气敏性能

采用单管静电纺丝的方法成功制备了纯的与Yb掺杂的In_2O_3纳米管(Yb-In_2O_3).利用扫描电子显微镜和X射线衍射对样品的结构和形貌进行了表征,制作了基于纯In_2O_3和Yb-In_2O_3纳米管的气敏元件.研究表明,Yb-In_2O_3纳米管气敏元件在230℃下对100 ppm甲醛的灵敏度为69.8,是纯In_2O_3纳米管气敏元件对同浓度甲醛灵敏度(18.4)的3.8倍,其对100 ppm甲醛的响应恢复时间分别为4 s和84 s.并且,基于Yb-In_2O_3纳米管的气敏元件对100 ppb甲醛的灵敏度达到2.5.此外,该气敏元件还具有出色的选择性及稳定性,具备良好的实际应用前景.     

用SnO2:Sb作敏感材料的丙酮气敏光纤传感器

研制了一种掺Sb的SnO₂气敏-光学材料,并用它作为丙酮蒸汽浓度的光纤传感器敏感头,在30000ppm～100000ppm的宽广浓度范围得到很好的线性工作曲线。这是在丙酮蒸汽爆炸下限浓度左右的一个重要浓度范围。     

一种制备氧化物超导材料的新方法—热压烧结

本文报道用热压烧结方法首次制备出 Y 含量不同的 YBaCuO 系超导陶瓷和化学掺杂的ErYBa_2Cu_3O_x 以及 YBa_2Cu_3(OF)_(x1)超导陶瓷.电阻与交流磁化率测量表明上述样品具有液氮温区以上的超导电性,经掺杂后的样品其零电阻转变温度(T_(co))均高于80K.与常压烧结制备的同类样品相比较,热压烧结的样品更为致密,但其超导转变较宽.若经空气或氧气流中高于1023K 温度重新加热处理后,超导电性可得到明显改善。     

纳米晶HoFeO3的合成及其气敏性能研究

为开发新型具有高性能的气敏材料 ,以Ho2 O3 、Fe(NO3) 3·9H2 O、硝酸 (1∶1)为原料 ,在柠檬酸体系中 ,用溶胶凝胶法合成了具有钙钛矿结构的稀土复合氧化物HoFeO3;用XRD、TEM对产物的组成、粒径大小、形貌进行了表征 .结果表明 ,产物为纳米颗粒 ,平均粒径为 2 5nm左右 ,且为颗粒均匀的圆球形 .另外 ,在最佳工作温度为3 10℃时 ,采用静态配气法测试了材料的气敏性能 ,发现HoFeO3 对体积分数为 0 .5 的乙醇的灵敏度高达 10 3 ,高出其它被测气体 5倍以上 ,因此 ,HoFeO3 对乙醇有较好的灵敏度和抗干扰能力 .且元件的响应恢复特性良好 ,响应时间和恢复时间分别为 12和 7s     

光学气敏材料金红石相二氧化钛(110)面吸附CO分子的微观特性机理研究

利用光学气敏材料吸附气体,引起材料光学性质的变化来测量气体成分,是当前气敏传感研究领域的一个热点方向.本文针对光学气敏材料金红石相TiO2(110)表面吸附CO分子的微观特性进行研究,采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了表面的吸附能、电子态密度、光学性质和电荷密度的变化.结果表明:终止于二配位O原子的TiO2(110)面为最稳定表面,该表面吸附CO分子以C端吸附方式最为稳定,且氧空位浓度越高,越有助于对CO分子的吸附,吸附过程为放热.在氧空位浓度为33%时,吸附能达到1.319 eV,吸附后结构趋于更加稳定.表面吸附CO分子后,其实质是表面的氧空位氧化了CO分子,CO分子的电荷向材料表面转移.含有氧空位的表面吸附CO分子后都改善了其在可见光范围内的光学性质,但是氧空位浓度越高,改善其光吸收和反射能力越明显,光学气敏传感特性表现越显著.     

SnO_2ZnO膜反射光谱的气敏灵敏度研究

研究SnO_2:ZnO薄膜在丙酮,乙醇、氨蒸汽中的气毓反射光谱,发现反射光强随气体浓度增加而减弱。这三种蒸汽具有不同的灵敏度,并解释了它的机理。     

金红石相TiO_2(110)面对NH_3吸附的微观机制和光学气敏特性研究

研究光学气敏材料吸附气体后的光学气敏特性是气敏传感研究的热点问题。研究了金红石相TiO2(110)面吸附NH3的微观机制和光学气敏特性。结果表明,NH3分子容易被含氧空位缺陷的金红石相TiO2(110)面所吸附,且提高表面氧空位的比例,有利于NH3稳定吸附。表面吸附NH3分子以负电荷中心向下为主,当氧空位比例为33%时,吸附能为1.7313eV。表面吸附NH3为化学吸附,NH3的H原子被还原而N原子被氧化。含氧空位的表面吸附NH3在可见光1.5~3.1eV范围内,表面氧空位比例越大,其对可见光吸收和反射能力越强,光学气敏性越灵敏。     

银纳米颗粒/多孔硅复合材料的制备与气敏性能研究

采用双槽电化学腐蚀法以电阻率为10-15 Ω·cm的p型<100>晶向的单晶硅片制备了孔径约为1.5 μm, 孔深约为15-20 μm的p型多孔硅, 并以此多孔硅作为基底采用无电沉积法通过调控沉积时间在其表面沉积了不同厚度的银纳米颗粒薄膜. 采用扫描电子显微镜和X 射线衍射仪表征了银纳米颗粒/多孔硅复合材料的形貌和微观结构, 结果表明银纳米颗粒较均匀的分布于多孔硅的表面上且沉积时间对产物的形貌有重要影响. 采用静态配气法在室温下研究了银纳米颗粒/多孔硅复合材料对NH₃的气敏性能. 气敏测试结果表明沉积时间对产物的气敏性能影响较大. 当沉积时间较短时, 适量银纳米颗粒掺杂的多孔硅复合材料由于其较高的比表面积以及特殊的形貌和结构, 对NH₃气体表现出较高的灵敏度、优良的响应/恢复性能. 室温下, 其对50 ppm 的NH₃气体的气敏灵敏度可以达到5.8左右.     

Pd颗粒表面修饰ZnO纳米线阵列的制备及其气敏特性

采用化学气相沉积(CVD)方法在SiO_2/Si衬底生长了ZnO纳米线阵列,纳米线长约为15μm,直径为100~500 nm。通过改变溅射沉积时间(0~150 s),在ZnO纳米线表面包覆了不同厚度的Pd薄膜。在Ar气氛中,经800℃高温退火后,制备出Pd颗粒表面修饰的ZnO纳米线阵列并对其进行了气敏测试。对于乙醇而言,所有传感器最佳工作温度均为280℃。溅射时间的增加(3~10 s)导致ZnO纳米线表面Pd纳米颗粒数量及尺寸增加,传感器响应值由2.0增至3.6。过长的溅射时间(30~150 s)将导致Pd颗粒尺寸急剧增大甚至形成连续膜,传感器响应度显著降低。所有传感器对H2均表现出相对较好的选择性,传感器具有较好的响应-恢复特性和稳定性。最后,探讨了Pd颗粒表面修饰对ZnO纳米线阵列气敏传感器气敏特性的影响机制。     

超长氧化锌纳米线的制备及其气敏性能和紫外传感应用研究

采用一种无需催化剂和载气的简便碳热还原法制得长度约为100 μm、直径约为500 nm、长径比达到200的超长ZnO纳米线,讨论了Si基底位置、沉积时间以及反应物原料的量对ZnO纳米线形貌的影响。对ZnO纳米线的气敏性能进行研究,结果表明：在工作温度为350 ℃时,ZnO纳米线传感器能够很好地检测酒精气体,具有选择性好、响应恢复快的优点,且最低检测体积分数为5×10^-6。另外,通过一种简单、实用的介电泳法制得基于ZnO纳米线的紫外传感器。在365 nm紫外灯照射下,光电流增加了13%;而在254 nm紫外灯照射时,光电流则没发生变化,说明该传感器对不同波长的紫外光有一定的选择性。     

硅纳米线/氧化钒纳米棒复合材料的制备与气敏性能研究

采用纳米球光刻和金属辅助刻蚀法以p型单晶硅片制备了硅纳米线阵列, 并以此作为基底, 通过溅射不同时长的金属钒薄膜并进行热退火氧化处理, 制备出硅纳米线/氧化钒纳米棒复合材料. 采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征了该复合材料的微观特性, 结果表明该结构增大了材料的比表面积, 有利于气体传感, 并且镀膜时间对后续生长的氧化钒纳米棒形貌有明显影响. 采用静态配气法在室温下测试了该复合材料对NO₂的气敏性能, 气敏测试结果表明沉积钒膜的时间对复合材料的气敏性能影响较大. 当选择合适的镀膜时间时, 适量氧化钒纳米棒增加了材料表面积并形成大量pn结结构, 相比纯硅纳米线对NO₂气体的灵敏度有明显提升, 且在室温下表现出优良的选择性. 同时, 对气敏机理做了定性解释, 认为硅纳米线与氧化钒纳米棒之间形成的pn结及能带结构在接触NO₂ 时的动态变化是其气敏响应提升的主要机制.     

一种新型柔性相变材料复合薄膜

相变材料是一类特殊的材料,在发生相变的过程中,温度可以几乎保持恒定。利用这一特点,将一定量的相变材料与基体材料复合后制成相变复合材料,可用于军事目标诱饵。在使用中通过材料的相变释放潜热来补偿热量损失,从而消除或模糊诱饵与目标之间的温差,在军事伪装研究方面具有重要意义。此外,利用相变复合材料的这种吸热一放热现象,可以做成各种贮能装置,     

汽相沉积法SnO_2薄膜光谱透过率气敏特性的研究

本文研究了用汽相沉积法制备ＳｎＯ２气敏薄膜和ＳｎＯ２膜的光谱透过率气敏特性。用汽相沉积制备ＳｎＯ２的方法是利用一个密封的石英管系统，把ＳｎＣｌ４溶液置于系统内，氧气通人系统，然后系统升温使ＳｎＣｌ４气化，通过控制氧气流量、沉积温度和沉积时间等，使气化后的Ｓｎ原子与氧原子在一定条件下生成ＳｎＯ２，沉积在玻璃衬底上。本文用ＡＳ－４３０Ｓ俄歇式电子能谱仪测试膜片的主要成分，并用光栅单色仪测试了膜片在乙醇还原性气体中的气敏特性。实验结果表明：与热喷法制备的ＳｎＯ２膜比较，沉积法具有工艺重复性好，可以控制沉积膜的厚度，灵敏度高等优点。因此，可制备出有选择性的“气敏－光透过率”型气敏传感器。     

低密度Cu掺杂SiO_2复合气凝胶的制备及表征

分别以正硅酸甲酯、醋酸铜为硅源和铜源,通过溶胶凝胶法及CO2超临界干燥技术制备了一系列Cu掺杂SiO2复合气凝胶。采用红外谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、比表面积和孔隙度分析仪(BET)、动态热机械分析仪(DMA)对样品进行了表征。结果表明随着铜含量的增加,复合气凝胶密度增加,比表面积降低,平均孔径增加,实际掺杂比与理论掺杂比对应增加。该复合气凝胶具有三维网状结构,密度低(40mg/cm3),比表面积高(390m2/g),成型性较好,有望应用于惯性约束聚变(ICF)实验。