Əsas bərk qaz sensorları kimi nano metal oksid yarımkeçirici qaz sensorları yüksək həssaslıq, aşağı istehsal dəyəri və sadə siqnal ölçülməsi üçün sənaye istehsalı, ətraf mühitin monitorinqi, səhiyyə və digər sahələrdə geniş istifadə olunur.Hazırda nanometal oksidi tədqiq edən materialların qaza həssaslıq xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması üzrə tədqiqatlar əsasən nanostruktur və dopinq modifikasiyası kimi nanoölçülü metal oksidlərinin inkişafına yönəlib.

Nano metal oksidi yarımkeçirici sensorlar əsasən SnO2, ZnO, Fe2O3,VO2, In2O3, WO3, TiO2 və s.dir. Sensor komponentləri hələ də ən çox istifadə olunan rezistiv qaz sensorlarıdır, qeyri-rezistiv qaz sensorları da daha sürətlə inkişaf etdirilir.

Hazırda əsas tədqiqat istiqaməti qazın adsorbsiya tutumunu və qazın diffuziya sürətini artırmaq və bununla da həssaslığı və reaksiya sürətini yaxşılaşdırmaq üçün nanoborular, nanorod massivləri, nanoməsaməli membranlar və s. kimi böyük spesifik səth sahəsinə malik strukturlaşdırılmış nanomaterialların hazırlanmasıdır. materialların qazına.Metal oksidin elementar aşqarlanması və ya nanokompozit sisteminin qurulması, təqdim edilən əlavə və ya kompozit komponentlər katalitik rol oynaya bilər və həmçinin nanostrukturun qurulması üçün köməkçi daşıyıcı ola bilər və bununla da zondlamanın ümumi qaz algılama performansını yaxşılaşdırır. materiallar.

1. Nano Tin Oksid (SnO2) istifadə edilən qaz sensoru materialları

qalay oksidi (SnO2) bir növ ümumi həssas qaza həssas materialdır.O, etanol, H2S və CO kimi qazlara yaxşı həssasdır. Onun qaz həssaslığı hissəcik ölçüsündən və xüsusi səth sahəsindən asılıdır.SnO2 nanotozunun ölçüsünə nəzarət qaz həssaslığının yaxşılaşdırılmasının açarıdır.

Mezoporoz və makroməsaməli nano qalay oksid tozlarına əsaslanaraq, tədqiqatçılar CO oksidləşməsi üçün daha yüksək katalitik aktivliyə malik qalın təbəqəli sensorlar hazırlayıblar ki, bu da daha yüksək qaz hissetmə aktivliyi deməkdir.Bundan əlavə, nanoməsaməli struktur böyük SSA, zəngin qaz diffuziyası və kütlə ötürmə kanallarına görə qaz sensoru materiallarının dizaynında qaynar nöqtəyə çevrilmişdir.

2. Nano Dəmir Oksiddən (Fe2O3) istifadə edilən qaz sensoru materialları

Dəmir oksidi (Fe2O3)iki kristal formaya malikdir: alfa və qamma, hər ikisi qaz sensoru materialları kimi istifadə edilə bilər, lakin onların qaz hissetmə xüsusiyyətlərində böyük fərqlər var.α-Fe2O3 fiziki xassələri sabit olan korund quruluşuna aiddir.Onun qaz sensoru mexanizmi səthi idarə olunur və həssaslığı aşağıdır.γ-Fe2O3 şpinel strukturuna aiddir və metastabildir.Onun qaz sensoru mexanizmi əsasən bədən müqavimətinə nəzarətdir. Yaxşı həssaslığa malikdir, lakin zəif sabitliyə malikdir və α-Fe2O3-ə dəyişmək və qaz həssaslığını azaltmaq asandır.

Cari tədqiqat Fe2O3 nanohissəciklərinin morfologiyasına nəzarət etmək üçün sintez şərtlərinin optimallaşdırılmasına və sonra α-Fe2O3 nanoşüaları, məsaməli α-Fe2O3 nanorodlar, monodispers α-Fe2O3 nanostrukturları, α-F3e kimi qaza həssas materialların skrininqinə yönəlib. nanomateriallar və s.

3. Nano Sink Oksid (ZnO) istifadə edilən qazın tədqiqi materialları
Sink oksidi (ZnO)tipik səthi idarə olunan qaza həssas materialdır.ZnO əsaslı qaz sensoru yüksək işləmə temperaturuna və zəif seçiciliyə malikdir, bu da onu SnO2 və Fe2O3 nanotozlarından daha az geniş istifadə edir.Buna görə də, ZnO nanomateriallarının yeni strukturunun hazırlanması, işləmə temperaturunu azaltmaq və seçmə qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün nano-ZnO-nun dopinq modifikasiyası nano ZnO qaz sensoru materialları üzərində tədqiqatların diqqət mərkəzindədir.

Hal-hazırda, tək kristal nano-ZnO qaz sensoru elementinin inkişafı, ZnO monokristal nanorod qaz sensorları kimi sərhəd istiqamətlərindən biridir.

4. Nano Indium Oksid (In2O3) istifadə edilən qaz sensoru materialları
İndium oksidi (In2O3)yaranmaqda olan n-tipli yarımkeçirici qaz sensoru materialıdır.SnO2, ZnO, Fe2O3 və s. ilə müqayisədə geniş zolaq boşluğuna, kiçik müqavimətə və yüksək katalitik aktivliyə, CO və NO2-yə yüksək həssaslığa malikdir.Nano In2O3 ilə təmsil olunan məsaməli nanomateriallar son tədqiqatların qaynar nöqtələrindən biridir.Tədqiqatçılar mesoporous silisium şablon replikasiyası vasitəsilə sifarişli mezoporöz In2O3 materiallarını sintez etdilər.Alınan materiallar 450-650 °C aralığında yaxşı sabitliyə malikdir, buna görə də daha yüksək iş temperaturu olan qaz sensorları üçün uyğundur.Onlar metana həssasdırlar və konsentrasiya ilə bağlı partlayışın monitorinqi üçün istifadə oluna bilərlər.

5. Nano Volfram Oksidi (WO3) istifadə edilən qazı ölçən materiallar
WO3 nanohissəcikləriyaxşı qaz hissetmə xassəsinə görə geniş şəkildə tədqiq edilmiş və tətbiq edilmiş keçid metalı mürəkkəb yarımkeçirici materialdır.Nano WO3 triklinik, monoklinik və ortorombik kimi sabit strukturlara malikdir.Tədqiqatçılar WO3 nanohissəciklərini şablon kimi mesoporous SiO2 istifadə edərək nano tökmə üsulu ilə hazırladılar.Müəyyən edilmişdir ki, orta ölçüsü 5 nm olan monoklinik WO3 nanohissəcikləri daha yaxşı qaz qəbul etmə qabiliyyətinə malikdir və WO3 nanohissəciklərinin elektroforetik çökdürülməsi ilə əldə edilən sensor cütləri aşağı konsentrasiyalarda NO2 yüksək reaksiyaya malikdir.

Altıbucaqlı fazalı WO3 nanoklasterlərinin homojen paylanması ion mübadiləsi-hidrotermal üsulla sintez edilmişdir.Qaza həssaslıq testinin nəticələri göstərir ki, WO3 nanoklasterli qaz sensoru aşağı iş temperaturu, aseton və trimetilamin üçün yüksək həssaslıq və ideal reaksiyanın bərpa müddəti ilə materialın yaxşı tətbiqi perspektivini ortaya qoyur.

6. Nano titan dioksid (TiO2) istifadə edilən qaz sensoru materialları
Titan dioksid (TiO2)qaz algılama materialları yaxşı istilik sabitliyi və sadə hazırlıq prosesinin üstünlüklərinə malikdir və tədricən tədqiqatçılar üçün başqa bir isti material halına gəldi.Hazırda nano-TiO2 qaz sensoru üzərində aparılan tədqiqatlar inkişaf etməkdə olan nanotexnologiyadan istifadə etməklə TiO2 sensoru materiallarının nanostrukturuna və funksionallaşdırılmasına yönəlib.Məsələn, tədqiqatçılar koaksial elektrospinning texnologiyası ilə mikro-nano-miqyaslı içi boş TiO2 lifləri hazırladılar.Əvvəlcədən qarışdırılmış durğun alov texnologiyasından istifadə edərək, çarpaz elektrod dəfələrlə qabaqcıl olaraq titan tetraizopropoksid ilə əvvəlcədən qarışdırılmış durğun alova yerləşdirilir və sonra CO-ya həssas cavab verən TiO2 nanohissəcikləri ilə məsaməli membran yaratmaq üçün birbaşa böyüdülür. Eyni zamanda sifarişli TiO2 artır. anodizasiya ilə nanotube massivi və SO2 aşkarlanması üçün tətbiq.

7. Qaz sensorlu material üçün nano oksid kompozitləri
Nano metal oksidləri tozlarını tədqiq edən materialların qaz sensoru xüsusiyyətləri dopinqlə yaxşılaşdırıla bilər ki, bu da materialın elektrik keçiriciliyini tənzimləməklə yanaşı, sabitliyi və seçmə qabiliyyətini də yaxşılaşdırır.Qiymətli metal elementlərinin dopinqi ümumi üsuldur və Au və Ag kimi elementlər tez-tez nanosink oksid tozunun qaz hissetmə qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün əlavə maddələr kimi istifadə olunur.Nano oksid kompozit qaz tədqiqi materiallarına əsasən Pd qatqılı SnO2, Pt qatqılı γ-Fe2O3 və çox elementli əlavə edilmiş In2O3 içi boş sfera sensoru materialı daxildir ki, bu da NH3, H2S və CO-nun seçmə aşkarlanmasını həyata keçirmək üçün aşqarların idarə edilməsi və temperaturun algılanması ilə həyata keçirilə bilər. Bundan əlavə, WO3 nano filmi WO3 filminin məsaməli səth strukturunu yaxşılaşdırmaq üçün V2O5 təbəqəsi ilə modifikasiya edilir və bununla da onun NO2-yə həssaslığını artırır.

Hazırda qrafen/nano-metal oksid kompozitləri qaz sensoru materiallarında qaynar nöqtəyə çevrilib.Qrafen/SnO2 nanokompozitləri ammonyak detektoru və NO2 sensoru materialları kimi geniş istifadə edilmişdir.