As vernaamste vastestofgassensors word nanometaaloksiedhalfgeleiergassensors 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 gaswaarnemingseienskappe van nanometaaloksiedwaarnemingsmateriale hoofsaaklik op die ontwikkeling van nanoskaal metaaloksiede, soos nanostruktuur en dopingmodifikasie.

Nano-metaaloksied-halfgeleier-waarnemingsmateriaal is hoofsaaklik SnO2, ZnO, Fe2O3,VO2, In2O3, WO3, TiO2, ens. Die sensorkomponente is steeds die mees gebruikte resistiewe gassensors, nie-weerstandige gassensors word ook vinniger ontwikkel.

Tans is die hoofnavorsingsrigting om gestruktureerde nanomateriale met 'n groot spesifieke oppervlakarea voor te berei, soos nanobuise, nanorod-skikkings, nanoporeuse membrane, ens. om die gasadsorpsiekapasiteit en die gasdiffusietempo te verhoog, en sodoende sensitiwiteit en spoed van reaksie te verbeter tot gas van die materiaal.Die elementêre dotering van die metaaloksied, of die konstruksie van die nano-saamgestelde stelsel, die ingevoerde doteermiddel of saamgestelde komponente kan 'n katalitiese rol speel, en kan ook 'n hulpdraer word vir die konstruksie van die nanostruktuur, en sodoende die algehele gaswaarnemingsprestasie van die waarneming verbeter materiaal.

1. Gaswaarnemingsmateriaal gebruik Nano-tinoksied (SnO2)

Tinoksied (SnO2) is 'n soort algemene sensitiewe gassensitiewe materiaal.Dit het goeie sensitiwiteit vir gasse soos etanol, H2S en CO. Die gassensitiwiteit daarvan hang af van die deeltjiegrootte en spesifieke oppervlakarea.Die beheer van die grootte van SnO2-nanopoeier is die sleutel tot die verbetering van gassensitiwiteit.

Gebaseer op mesoporiese en makroporeuse nano-tinoksiedpoeiers, het die navorsers dikfilmsensors voorberei wat hoër katalitiese aktiwiteit het vir CO-oksidasie, wat hoër gaswaarnemingsaktiwiteit beteken.Boonop het die nanoporeuse struktuur 'n warm plek geword in die ontwerp van gaswaarnemingsmateriale as gevolg van sy groot SSA, ryk gasdiffusie en massa-oordragkanale.

2. Gaswaarnemingsmateriaal gebruik Nano-ysteroksied (Fe2O3)

Ysteroksied (Fe2O3)het twee kristalvorms: alfa en gamma, wat albei as gaswaarnemingsmateriaal gebruik kan word, maar die gaswaarnemingseienskappe daarvan het groot verskille.α-Fe2O3 behoort aan korundstruktuur, waarvan die fisiese eienskappe stabiel is.Sy gaswaarnemingsmeganisme is oppervlakbeheer, en sy sensitiwiteit is laag.γ-Fe2O3 behoort aan spinelstruktuur en is metastabiel.Sy gaswaarnemingsmeganisme is hoofsaaklik liggaamsweerstandbeheer. Dit het goeie sensitiwiteit maar swak stabiliteit, en is maklik om na α-Fe2O3 te verander en gassensitiwiteit te verminder.

Die huidige navorsing fokus op die optimalisering van die sintese toestande om die morfologie van Fe2O3 nanopartikels te beheer, en dan na die sifting vir geskikte gassensitiewe materiale, soos α-Fe2O3 nanostrale, poreuse α-Fe2O3 nanorods, monodisperse α-Fe2O3 nanostrukture, mesopore α-Fe2O3 nanomateriale, ens.

3. Gaswaarnemingsmateriaal gebruik Nano-sinkoksied (ZnO)
Sinkoksied (ZnO)is 'n tipiese oppervlakbeheerde gassensitiewe materiaal.Die ZnO-gebaseerde gassensor het 'n hoë werkstemperatuur en swak selektiwiteit, wat dit baie minder algemeen maak as SnO2- en Fe2O3-nanopoeiers.Daarom is die voorbereiding van nuwe struktuur van ZnO-nanomateriale, dopingmodifikasie van nano-ZnO om bedryfstemperatuur te verminder en selektiwiteit te verbeter, die fokus van navorsing oor nano-ZnO-gaswaarnemingsmateriale.

Op die oomblik is die ontwikkeling van enkelkristal nano-ZnO-gassensorelement een van die grensrigtings, soos ZnO-enkelkristal-nanorodgassensors.

4. Gaswaarnemingsmateriaal gebruik Nano-indiumoksied (In2O3)
Indiumoksied (In2O3)is 'n opkomende n-tipe halfgeleiergas-waarnemingsmateriaal.In vergelyking met SnO2, ZnO, Fe2O3, ens., het dit wye bandgaping, klein weerstand en hoë katalitiese aktiwiteit, en hoë sensitiwiteit vir CO en NO2.Poreuse nanomateriale wat deur nano In2O3 verteenwoordig word, is een van die onlangse navorsingsbrandpunte.Die navorsers het geordende mesoporiese In2O3-materiale gesintetiseer deur middel van mesoporiese silika-sjabloonreplikasie.Die verkrygde materiale het goeie stabiliteit in die reeks van 450-650 °C, dus is dit geskik vir gassensors met hoër bedryfstemperature.Hulle is sensitief vir metaan en kan gebruik word vir konsentrasieverwante ontploffingsmonitering.

5. Gaswaarnemingsmateriaal gebruik Nano Wolframoksied (WO3)
WO3 nanopartikelsis 'n oorgangsmetaal saamgestelde halfgeleiermateriaal wat wyd bestudeer en toegepas is vir sy goeie gaswaarnemingseienskap.Nano WO3 het stabiele strukture soos triklinies, monoklinies en ortorhombies.Die navorsers het WO3 nanopartikels voorberei deur nano-gietmetode met behulp van mesopore SiO2 as sjabloon.Daar is gevind dat die monokliniese WO3 nanopartikels met 'n gemiddelde grootte van 5 nm beter gaswaarnemingsprestasie het, en die sensorpare verkry deur elektroforetiese afsetting van WO3 nanopartikels Lae konsentrasies NO2 het 'n hoë reaksie.

Die homogene verspreiding van heksagonale fase WO3 nanoclusters is gesintetiseer deur ioonuitruiling-hidrotermiese metode.Die gassensitiwiteitstoetsresultate toon dat die WO3-nanocluster-gassensor 'n lae bedryfstemperatuur, hoë sensitiwiteit vir asetoon en trimetielamien en ideale reaksie-hersteltyd het, wat 'n goeie toepassingsvooruitsig van die materiaal openbaar.

6. Gaswaarnemingsmateriaal gebruik Nano-titaniumdioksied (TiO2)
Titaandioksied (TiO2)gassensormateriaal het die voordele van goeie termiese stabiliteit en eenvoudige voorbereidingsproses, en het geleidelik nog 'n warm materiaal vir navorsers geword.Tans fokus die navorsing oor nano-TiO2-gassensor op die nanostruktuur en funksionalisering van TiO2-waarnemingsmateriaal deur opkomende nanotegnologie te gebruik.Navorsers het byvoorbeeld hol TiO2-vesels op mikro-nanoskaal gemaak deur koaksiale elektrospin-tegnologie.Deur gebruik te maak van die voorafgemengde stilstaande vlam-tegnologie, word die kruiselektrode herhaaldelik in 'n voorafgemengde stilstaande vlam geplaas met titaantetraisopropoksied as die voorloper, en dan direk gegroei om die poreuse membraan te vorm met TiO2 nanopartikels, wat sensitiewe reaksie op CO is. Gelyktydig groei die geordende TiO2 nanobuis-skikking deur anodisering en pas dit toe op die opsporing van SO2.

7. Nano-oksied-samestellings vir gaswaarnemingsmateriaal
Die gaswaarnemingseienskappe van nanometaaloksiedpoeiers waarneemmateriaal 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 gaswaarnemingsmateriale sluit hoofsaaklik Pd-gedoteerde SnO2, Pt-gedoteerde γ-Fe2O3, en multi-element bygevoegde In2O3-holsfeer-waarnemingsmateriaal in, wat gerealiseer kan word deur bymiddels te beheer en temperatuur te waarneem om elektiewe opsporing van NH3, H2S en CO te realiseer Daarbenewens word WO3-nanofilm gemodifiseer met 'n laag V2O5 om die poreuse oppervlakstruktuur van WO3-film te verbeter, en sodoende die sensitiwiteit daarvan vir NO2 te verbeter.

Tans het grafeen/nano-metaaloksied-komposiete 'n brandpunt in gassensormateriale geword.Grafeen/SnO2-nanosamestellings is wyd gebruik as ammoniakopsporing en NO2-waarnemingsmateriaal.