Като основни газови сензори с твърдо състояние, сензорите за полупроводници на нано оксид се използват широко в промишленото производство, мониторинга на околната среда, здравеопазването и други области за тяхната висока чувствителност, ниски производствени разходи и просто измерване на сигнала. Понастоящем изследванията за подобряване на свойствата на сензор на газа на нано метални оксидни сензорни материали се фокусират главно върху развитието на наноразмерни метални оксиди, като наноструктура и модификация на допинг.

Полупроводниковите сензорни материали на нано метален оксид са главно SNO2, ZnO, Fe2O3, VO2, In2O3, WO3, TiO2 и др. Компонентите на сензорите все още са най-широко използваните резистивни сензори за газ, нерезистивните сензори за газове също се разработват.

Понастоящем основната посока на изследването е да се подготвят структурирани наноматериали с голяма специфична повърхност, като нанотръби, нанородни масиви, нанопорни мембрани и др., За да увеличат капацитета на адсорбция на газ и скоростта на дифузия на газа и по този начин подобряват чувствителността и скоростта на реакция на газ на материалите. Елементарният допинг на металния оксид или изграждането на нанокомпозитната система, въведеният допант или композитни компоненти може да играе каталитична роля и може също да се превърне в спомагателен носител за изграждане на наноструктурата, като по този начин подобрява общата характеристика на сензорните материали.

1. Използвани материали за сензор за газ нано оксид (SNO2)

Тене калай оксид (SNO2) е вид общ чувствителен материал, чувствителен към газа. Той има добра чувствителност към газове като етанол, H2S и CO. Чувствителността му на газ зависи от размера на частиците и специфичната повърхност. Контролът на размера на SNO2 наноповията е ключът към подобряването на чувствителността към газ.

Въз основа на мезопорести и макропорести прахове на нано калайд оксид, изследователите приготвят сензори с дебелофилм, които имат по-висока каталитична активност за окисляване на СО, което означава по-висока активност на газовото наблюдение. В допълнение, нанопорестата структура се е превърнала в гореща точка в проектирането на газови сензорни материали поради големите си SSA, богатите газови дифузии и канали за пренос на маса.

2. Използвани материали за сензор за газ нано железен оксид (FE2O3)

Железен оксид (Fe2O3)има две кристални форми: алфа и гама, и двете от които могат да се използват като материали за сензор за газ, но свойствата на засичане на газ от тях имат големи разлики. α-Fe2O3 принадлежи към корунд структурата, чиито физически свойства са стабилни. Механизмът му за измерване на газ е контролиран повърхност и чувствителността му е ниска. γ-Fe2O3 принадлежи към структурата на шпинела и е метастабилна. Механизмът му за измерване на газ е главно контрол на устойчивостта на тялото. Той има добра чувствителност, но лоша стабилност и е лесна за промяна на α-Fe2O3 и намалява чувствителността на газа.

The current research focuses on optimizing the synthesis conditions to control the morphology of Fe2O3 nanoparticles, and then screening for suitable gas-sensitive materials, such as α-Fe2O3 nanobeams, porous α-Fe2O3 nanorods, monodisperse α-Fe2O3 nanostructures, mesopores α-Fe2O3 nanomaterials, etc.

3. Използвани материали за сензор за газ нано цинков оксид (ZnO)
Цинков оксид (ZnO)е типичен повърхностно контролиран газ-чувствителен материал. Газовият сензор на базата на ZnO има висока работна температура и лоша селективност, което го прави далеч по-малко широко използван от нанопови SNO2 и FE2O3. Следователно, приготвянето на нова структура на ZnO наноматериали, модификация на допинг на нано-ZNO за намаляване на работната температура и подобряване на селективността е в центъра на изследванията върху Nano ZnO сензорните материали.

Понастоящем разработването на единичен кристален нано-коносен сензор за газ е една от граничните посоки, като ZnO ​​единични кристални нанородни газови сензори.

4. Използвани материали за сензор за газ нано индиев оксид (IN2O3)
Индиев оксид (IN2O3)е нововъзникващ N-тип полупроводников сензор за сензор за газ. В сравнение с SNO2, ZnO, Fe2O3 и т.н., той има широка пропаст в лентата, малка съпротивление и висока каталитична активност и висока чувствителност към CO и NO2. Порестите наноматериали, представени от Nano IN2O3, са една от последните горещи точки за изследвания. Изследователите синтезираха поръчаха мезопорни материали In2O3 с помощта на репликация на шаблон на мезопозен силициев диоксид. Получените материали имат добра стабилност в диапазона от 450-650 ° C, така че те са подходящи за газови сензори с по-високи работни температури. Те са чувствителни към метан и могат да се използват за мониторинг на експлозията, свързан с концентрацията.

5. Използвани материали за сензор за газ нано волфрамов оксид (WO3)
WO3 наночастицие полупроводников материал за преходни метали, който е широко проучен и приложен заради своето свойство за добър газ. Nano Wo3 има стабилни структури като триклинични, моноклинични и орторомбични. Изследователите подготвиха наночастиците WO3 по метод на нано-закриване, използвайки мезопорен SiO2 като шаблон. Установено е, че моноклинните наночастици WO3 със среден размер 5 nm имат по -добри характеристики на газови сензори, а сензорните двойки, получени чрез електрофоретично отлагане на наночастиците WO3, ниските концентрации на NO2 имат висок отговор.

Хомогенното разпределение на шестоъгълната фаза WO3 нанокластери се синтезира чрез йонен обмен-хидротермален метод. Резултатите от теста за чувствителност към газ показват, че нанокластеният газов сензор WO3 има ниска работна температура, висока чувствителност към ацетон и триметиламин и идеално време за възстановяване на реакцията, разкривайки добра перспектива на приложението.

6. Използвани материали за сензор за газ нано титаниев диоксид (TiO2)
Титанов диоксид (TiO2)Материалите за сензор за газ имат предимствата на добрата термична стабилност и прост процес на подготовка и постепенно се превръщат в друг горещ материал за изследователите. Понастоящем изследването на нано-Tio2 газовия сензор се фокусира върху наноструктурата и функционализацията на сензорните материали TiO2 чрез използване на възникващите нанотехнологии. Например, изследователите са направили микро-мащабни кухи Tio2 влакна чрез коаксиална технология за електроразпръскване. Using the premixed stagnant flame technology, the cross electrode is repeatedly placed in a premixed stagnant flame with titanium tetraisopropoxide as the precursor, and then directly grown to form he porous membrane with TiO2 nanoparticles, which is sensitive response to CO. Simultaneously grows the ordered TiO2 nanotube array by anodization and applies it to the detection of SO2.

7. Композити на нано оксид за материал за измерване на газ
Свойствата на газовите сензори на нано металните оксиди за сензорни материали могат да бъдат подобрени чрез допинг, което не само регулира електрическата проводимост на материала, но също така подобрява стабилността и селективността. Допингът на благородни метални елементи е често срещан метод и елементи като Au и Ag често се използват като допанти за подобряване на характеристиката на газовото наблюдение на прах от нано цинков оксид. Композитният газов сензор на нано оксид включва главно PD легиран SNO2, PT-легиран γ-Fe2O3 и многоелементен, добавен In2O3 кухи сфера, който се засилва, който може да бъде реализиран чрез контролиране на добавките и усещане за температура, за да се реализира елективно откриване на NH3, H2S и CO. WO3 филм, като по този начин подобрява чувствителността си към NO2.

Понастоящем графеновите/нано-металните оксидни композити са се превърнали в гореща точка в материалите за сензорни газове. Графен/SNO2 нанокомпозити са широко използвани като откриване на амоняк и NO2 сензорни материали.