As belangrikste vastestaat-gassensors, word nano-metaaloksied-halfgeleier-gassensors wyd gebruik in industriële produksie, omgewingsmonitering, gesondheidsorg en ander velde vir hul hoë sensitiwiteit, lae vervaardigingskoste en eenvoudige seinmeting. Op die oomblik fokus navorsing oor die verbetering van die gaswaarnemings -eienskappe van nano -metaaloksiedswaarnemingsmateriaal hoofsaaklik op die ontwikkeling van nanoskaalmetaaloksiede, soos nanostruktuur en dopingmodifikasie.

Nano-metaaloksied halfgeleierswaarnemingsmateriaal is hoofsaaklik SnO2, ZnO, Fe2O3, VO2, IN2O3, WO3, TiO2, ens. Die sensorkomponente is steeds die mees gebruikte weerstandsgasensors, nie-weerstandige gasse-sensors word ook vinnig ontwikkel.

Op die oomblik is die belangrikste navorsingsrigting om gestruktureerde nanomateriale met 'n groot spesifieke oppervlakte, soos nanobuise, nanorod -skikkings, nanoporeuse membrane, ens. Voor te berei om die gasadsorpsievermoë en die gasdiffusietempo te verhoog, en sodoende die sensitiwiteit en spoed van reaksie op gas van die materiale te verbeter. Die elementêre doping van die metaaloksied, of die konstruksie van die nanokomposietstelsel, die ingevoerde dopmiddel of saamgestelde komponente kan 'n katalitiese rol speel, en kan ook 'n hulpverskaffer word vir die konstruksie van die nanostruktuur, waardeur die algehele gaswaarnemingsprestasie van die sensasie -materiale verbeter word.

1. gaswaarnemingsmateriaal gebruik nano -tinoksied (SNO2)

Tinoksied (SNO2) is 'n soort algemene sensitiewe gasgevoelige materiaal. Dit het 'n goeie sensitiwiteit vir gasse soos etanol, H2S en CO. Die gasgevoeligheid hang af van die deeltjiegrootte en spesifieke oppervlakte. Die beheer van die grootte van SNO2 Nanopowder is die sleutel tot die verbetering van gasgevoeligheid.

Op grond van mesoporeuse en makroporeuse nano-tinoksiedpoeiers, het die navorsers dikfilmsensors voorberei wat 'n hoër katalitiese aktiwiteit het vir CO-oksidasie, wat 'n hoër gaswaarnemingsaktiwiteit beteken. Daarbenewens het die nanoporeuse struktuur 'n warm plek geword in die ontwerp van gaswaarnemingsmateriaal as gevolg van die groot SSA, ryk gasdiffusie en massa -oordragkanale.

2. gaswaarnemingsmateriaal gebruik nano -ysteroksied (Fe2O3)

Ysteroksied (Fe2O3)Het twee kristalvorme: alfa en gamma, wat albei as gaswaarnemingsmateriaal gebruik kan word, maar die gaswaarnemingseienskappe daarvan het groot verskille. α-Fe2O3 behoort tot die struktuur van die korund, waarvan die fisiese eienskappe stabiel is. Die gaswaarnemingsmeganisme is oppervlakbeheer, en die sensitiwiteit daarvan is laag. γ-Fe2O3 behoort tot die spinelstruktuur en is metastbaar. Die gaswaarnemingsmeganisme is hoofsaaklik die beheer van liggaamsweerstand. Dit het 'n goeie sensitiwiteit, maar swak stabiliteit, en is maklik om te verander na α-Fe2O3 en die gasgevoeligheid te verminder.

Die huidige navorsing fokus op die optimalisering van die sintese-voorwaardes om die morfologie van Fe2O3-nanodeeltjies te beheer, en dan te sifting vir geskikte gasgevoelige materiale, soos α-Fe2O3 nanobeams, poreuse α-Fe2O3 nanorods, monodisperse α-Fe2O3 nanostructures, mesopores α-Fe2o3 nanomaterieë, ens.

3. gaswaarnemingsmateriaal gebruik nano -sinkoksied (ZnO)
Sinkoksied (ZnO)is 'n tipiese oppervlakbeheerde gasgevoelige materiaal. Die ZnO-gebaseerde gassensor het 'n hoë werkingstemperatuur en swak selektiwiteit, wat dit baie minder wyd gebruik as SNO2 en Fe2O3 nanopowders. Daarom is die voorbereiding van die nuwe struktuur van ZnO-nanomateriale, dopingmodifikasie van nano-ZnO om die bedryfstemperatuur te verlaag en die selektiwiteit te verbeter, die fokus van navorsing oor nano ZnO-gaswaarnemingsmateriaal.

Op die oomblik is die ontwikkeling van enkele kristal nano-zno gaswaarnemingselement een van die grensrigtings, soos ZnO enkel kristal nanorod-gassensors.

4. gaswaarnemingsmateriaal gebruik nano indiumoksied (IN2O3)
Indiumoksied (IN2O3)is 'n opkomende N-tipe halfgeleiergaswaarnemingsmateriaal. In vergelyking met SNO2, ZnO, Fe2O3, ens., Het dit 'n wye bandgaping, klein weerstand en hoë katalitiese aktiwiteit, en 'n hoë sensitiwiteit vir CO en NO2. Poreuse nanomateriale wat deur Nano IN2O3 voorgestel word, is een van die onlangse navorsingshotspots. Die navorsers het geordende mesoporeuse IN2O3 -materiale gesintetiseer deur middel van mesoporeuse silika -sjabloonreplikasie. Die verkrygde materiale het 'n goeie stabiliteit in die omgewing van 450-650 ° C, dus is dit geskik vir gassensors met hoër bedryfstemperature. Dit is sensitief vir metaan en kan gebruik word vir konsentrasieverwante ontploffingsmonitering.

5. Gaswaarnemingsmateriaal gebruik nano -wolframoksied (WO3)
WO3 nanodeeltjiesis 'n oorgangsmetaalverbinding halfgeleiermateriaal wat wyd bestudeer en toegepas is vir die goeie gaswaarnemings -eienskap. Nano WO3 het stabiele strukture soos triklinies, monoklinies en orthorhombies. Die navorsers het WO3-nanodeeltjies volgens nano-gietmetode voorberei met behulp van mesoporeuse SiO2 as sjabloon. Daar is gevind dat die monokliniese WO3 -nanodeeltjies met 'n gemiddelde grootte van 5 nM beter gaswaarnemingsprestasie het, en die sensorpare wat verkry word deur elektroforetiese afsetting van WO3 -nanodeeltjies Lae konsentrasies No2 het 'n hoë respons.

Die homogene verspreiding van seskantige fase WO3-nanoklusters is gesintetiseer volgens ioon-uitruil-hidrotermiese metode. Die resultate van die gasgevoeligheidstoets toon dat die WO3 -nanoklusterde gassensor 'n lae werkingstemperatuur het, 'n hoë sensitiwiteit vir asetoon en trimetielamien en ideale reaksietyd, wat 'n goeie toepassingsvooruitsig van die materiaal onthul.

6. gaswaarnemingsmateriaal gebruik nano titaniumdioksied (TiO2)
Titaniumdioksied (TiO2)Gaswaarnemingsmateriaal het die voordele van goeie termiese stabiliteit en eenvoudige voorbereidingsproses, en word geleidelik nog 'n warm materiaal vir navorsers. Op die oomblik fokus die navorsing oor nano-TiO2-gassensor op die nanostruktuur en funksionalisering van TiO2-waarnemingsmateriaal deur opkomende nanotegnologie te gebruik. Navorsers het byvoorbeeld mikro-nano-skaal hol TiO2-vesels gemaak deur koaksiale elektrospin-tegnologie. Met behulp van die vooraf gemengde stagnante vlamtegnologie word die kruiselektrode herhaaldelik in 'n vooraf gemengde stagnante vlam geplaas met titanium tetraisopropoxide as die voorloper, en dan direk gekweek om die poreuse membraan met tiO2 -nanodeeltjies te vorm, wat 'n sensitiewe reaksie op Co is. SO2.

7. nano -oksiedkomposiete vir gaswaarnemingsmateriaal
Die gaswaarnemings eienskappe van nano -metaaloksiede poeiers waarnemingsmateriaal kan verbeter word deur doping, wat nie net die elektriese geleidingsvermoë van die materiaal aanpas nie, maar ook die stabiliteit en selektiwiteit verbeter. Doping van edelmetaalelemente is 'n algemene metode, en elemente soos Au en AG word dikwels as dopmiddels gebruik om die gaswaarnemingsprestasie van nano -sinkoksiedpoeier te verbeter. Nano-oksied saamgestelde gaswaarnemingsmateriaal bevat hoofsaaklik PD-gedopte SNO2, PT-gedopte γ-Fe2O3 en multi-element bygevoeg in2O3 hol sfeer-sensasie-materiaal, wat kan realiseer deur bymiddels en die waarnemingstemperatuur te beoordeel om die elektiewe opsporing van NH3, H2's te bewerkstellig en die PORE-oppervlakstruktuur van die Nano-film te verbeter, word met 'n laag V2O5 verander. WO3 -film, waardeur sy sensitiwiteit vir No2 verbeter word.

Op die oomblik het grafeen/nano-metaaloksiedkomposiete 'n hotspot in gassensormateriaal geword. Grafeen/SNO2 nanokomposiete word wyd gebruik as ammoniakopsporing en NO2 -waarnemingsmateriaal.