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纳米氧化物在气体传感器材料的应用分析
来源:智钛纳米 2022-12-06 255
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    1、纳米氧化锡(JR-S30)气体传感材料

    氧化锡(SnO2)(JR-S30)是一种普敏型气敏材料,对乙醇、 H2S、CO等气体均有很好的灵敏性,其气敏性能取决于材料粒径和比表面积,因此控制SnO2,纳米粉体颗粒的尺寸是提升气敏性能的关键;研究者基于介孔和大孔纳米氧化锡粉体,制备了厚膜传感器,其对CO的氧化有更高的催化活性,也就意味着更高的气体传感活性。另外,纳米多孔结构因其构造上的大比表面积、丰富的气体扩散和质量传输通道等特点,已经成为气体传感材料设计中的热点。

    3、纳米氧化锌(VK-J30)气体传感材料

    氧化锌(ZnO)(VK-J30)是一种典型的表面控制型气敏材料,基于 Zn0的气敏元件工作温度较高且选择性较差,使其应用远不及SnO(JR-S30),和Fe2O3等广泛。因此,制备新结构的ZnO(VK-J30)纳米材料、对纳米Zn0(VK-J30)掺杂改性以降低工作温度和提高选择性是Zn0气敏材料研究的重点。目前,单晶纳米ZnO(VK-J30)气体传感元件的开发是前沿方向之一,如ZnO(VK-J30)单晶纳米棒气体传感器等

    4、纳米氧化钨(VK-W50)气体传感材料

    氧化钨(wO3;)(VK-W50)是过渡金属化合物半导体材料,因其具有良好的气敏特性而得到广泛研究和应用。WO3:有三斜晶系,正斜方晶等稳定结构。研究者用以介孔SnO2(JR-S30),为模板的纳米浇铸法制备了超细W03(VK-W50)纳米颗粒,发现平均尺寸为5nm的单斜品系WO3。纳米颗粒的气体传感性能较好,电泳沉积WO3;纳米颗粒所得传感器对低浓度N02有很高的响应。通过离子交换一水热途径合成了均匀分布六方相WO3纳米簇,气敏性能测试结果表明WO3;纳米簇气敏元件工作湿度低,且对丙酮、三甲胺有很高的灵敏度和理想的响应恢复时间,显示出该材料较好的应用优势。

    5, 纳米氧化物复合气体传感材料

    纳米氧化物传感材料的气敏性能可通过掺杂加以改善,掺杂不仅可以调节材料的电导率,还可以提升材料的稳定性和选择性。贵金属元素掺杂是一种常用手段,如 Au、Ag等元素常被用作掺杂剂来改善纳米氧化锌(VK-J30)的气体传感性能。纳米氧化物复合气体传感材料主要有Pd搀杂 SnO2(JR-S30)的气体传感器、Pt掺杂对y-Fe2O3(VK-E02)气体传感器、多元素添加的In2O3空心球传感材料,通过控制添加剂和传感温度可实现其对NH3、H2S和CO的选择性检测。此外,通过表而修饰,WO3(VK-W50)薄膜表面修饰一层V2O5以改善 WO3薄膜的多孔性表面结构,进而提升其对NO,的灵敏度;目前,石墨烯/纳米氧化物复合材料成为气体传感器材料研究的热点,石墨烯/SnO2(JR-S30)纳米复合材料已广泛用作氨的检测和NOz传感材料。

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