Fel prif synwyryddion nwy cyflwr solid, defnyddir synwyryddion nwy lled-ddargludyddion ocsid metel nano yn helaeth mewn cynhyrchu diwydiannol, monitro amgylcheddol, gofal iechyd a meysydd eraill ar gyfer eu sensitifrwydd uchel, cost gweithgynhyrchu isel a mesur signal syml. Ar hyn o bryd, mae ymchwil ar wella priodweddau synhwyro nwy deunyddiau synhwyro ocsid metel nano yn canolbwyntio'n bennaf ar ddatblygu ocsidau metel nanoscale, megis nanostrwythur ac addasu dopio.

Mae deunyddiau synhwyro lled-ddargludyddion ocsid metel nano yn bennaf SNO2, ZnO, Fe2O3, VO2, IN2O3, WO3, TiO2, ac ati. Mae'r cydrannau synhwyrydd yn dal i fod y synwyryddion nwy gwrthiannol a ddefnyddir fwyaf, mae synwyryddion nwyon ansafonol hefyd yn cael eu datblygu'n gyflymach yn gyflymach.

Ar hyn o bryd, y prif gyfeiriad ymchwil yw paratoi nanoddefnyddiau strwythuredig ag arwynebedd penodol mawr, megis nanotiwbiau, araeau nanorod, pilenni nanoporous, ac ati. I gynyddu gallu arsugniad nwy a'r gyfradd ymlediad nwy, a thrwy hynny wella sensitifrwydd a chyflymder ymateb i nwy'r deunyddiau. Gall dopio elfennol yr ocsid metel, neu adeiladu'r system nanocomposite, y cydrannau dopant neu gyfansawdd a gyflwynwyd chwarae rôl catalytig, a gall hefyd ddod yn gludwr ategol ar gyfer adeiladu'r nanostrwythur, a thrwy hynny wella perfformiad synhwyro nwy cyffredinol y deunyddiau synhwyro.

1. Deunyddiau synhwyro nwy a ddefnyddir ocsid tun nano (SNO2)

Tun ocsid (SNO2) yn fath o ddeunydd sensitif i nwy sy'n sensitif yn gyffredinol. Mae ganddo sensitifrwydd da i nwyon fel ethanol, H2S a CO. Mae ei sensitifrwydd nwy yn dibynnu ar faint y gronynnau ac arwynebedd penodol. Rheoli maint nanopowder SNO2 yw'r allwedd i wella sensitifrwydd nwy.

Yn seiliedig ar bowdrau ocsid tun nano mesoporous a macroporous, paratôdd yr ymchwilwyr synwyryddion ffilm drwchus sydd â gweithgaredd catalytig uwch ar gyfer ocsidiad CO, sy'n golygu gweithgaredd synhwyro nwy uwch. Yn ogystal, mae'r strwythur nanoporous wedi dod yn fan poeth wrth ddylunio deunyddiau synhwyro nwy oherwydd ei SSA mawr, trylediad nwy cyfoethog a sianeli trosglwyddo màs.

2. Deunyddiau synhwyro nwy a ddefnyddir ocsid haearn nano (Fe2O3)

Haearn ocsid (Fe2O3)Mae ganddo ddwy ffurf grisial: alffa a gama, y ​​gellir defnyddio'r ddau ohonynt fel deunyddiau synhwyro nwy, ond mae gwahaniaethau mawr i briodweddau synhwyro nwy ohonynt. Mae α-Fe2O3 yn perthyn i strwythur corundwm, y mae ei briodweddau ffisegol yn sefydlog. Mae ei fecanwaith synhwyro nwy yn cael ei reoli ar yr wyneb, ac mae ei sensitifrwydd yn isel. Mae γ-Fe2O3 yn perthyn i strwythur spinel ac mae'n fetastable. Mae ei fecanwaith synhwyro nwy yn bennaf yn rheoli gwrthiant corff. Mae ganddo sensitifrwydd da ond sefydlogrwydd gwael, ac mae'n hawdd ei newid i α-Fe2O3 ac yn lleihau sensitifrwydd nwy.

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, ac ati.

3. Deunyddiau synhwyro nwy a ddefnyddir nano sinc ocsid (ZnO)
Sinc ocsid (ZnO)yn ddeunydd nodweddiadol sy'n sensitif i nwy sy'n cael ei reoli arwyneb. Mae gan y synhwyrydd nwy sy'n seiliedig ar ZnO dymheredd gweithredu uchel a detholusrwydd gwael, sy'n golygu ei fod yn llawer llai eang na nanopowders SNO2 a Fe2O3. Felly, paratoi strwythur newydd nanomaterials ZnO, addasu dopio nano-ZnO i leihau tymheredd gweithredu a gwella detholusrwydd yw canolbwynt ymchwil ar ddeunyddiau synhwyro nwy Nano ZnO.

Ar hyn o bryd, mae datblygu elfen synhwyro nwy nano-ZnO grisial sengl yn un o'r cyfarwyddiadau ffiniol, megis synwyryddion nwy nanorod crisial sengl ZnO.

4. Deunyddiau synhwyro nwy a ddefnyddir nano indium ocsid (IN2O3)
Indium ocsid (IN2O3)yn ddeunydd synhwyro nwy lled-ddargludyddion math N sy'n dod i'r amlwg. O'i gymharu â SNO2, ZnO, Fe2O3, ac ati, mae ganddo fwlch band eang, gwrthsefyll bach a gweithgaredd catalytig uchel, a sensitifrwydd uchel i CO a NO2. Mae nanoddefnyddiau hydraidd a gynrychiolir gan Nano IN2O3 yn un o'r mannau problemus ymchwil diweddar. Syntheseiddiodd yr ymchwilwyr ddeunyddiau in2O3 mesoporous trefnus trwy ddyblygu templed silica mesoporous. Mae gan y deunyddiau a gafwyd sefydlogrwydd da yn yr ystod o 450-650 ° C, felly maent yn addas ar gyfer synwyryddion nwy sydd â thymheredd gweithredu uwch. Maent yn sensitif i fethan a gellir eu defnyddio ar gyfer monitro ffrwydrad sy'n gysylltiedig â chanolbwyntio.

5. Deunyddiau synhwyro nwy a ddefnyddir nano twngsten ocsid (WO3)
Wo3 nanopartynnauyn ddeunydd lled -ddargludyddion cyfansawdd metel pontio sydd wedi'i astudio a'i gymhwyso'n eang am ei eiddo synhwyro nwy da. Mae gan Nano WO3 strwythurau sefydlog fel triclinig, monoclinig ac orthorhombig. Paratôdd yr ymchwilwyr nanoronynnau WO3 trwy ddull nano-gastio gan ddefnyddio SiO2 mesoporous fel templed. Canfuwyd bod gan y nanoronynnau Monoclinig WO3 gyda maint cyfartalog o 5 nm well perfformiad synhwyro nwy, ac mae'r parau synhwyrydd a gafwyd trwy ddyddodiad electrofforetig o nanoronynnau WO3 crynodiadau isel o NO2 yn cael ymateb uchel.

Syntheseiddiwyd dosbarthiad homogenaidd nanoclusters cyfnod hecsagonol WO3 trwy ddull cyfnewid-hydrothermol ïon. Mae canlyniadau'r profion sensitifrwydd nwy yn dangos bod gan y synhwyrydd nwy nanoclusted WO3 dymheredd gweithredu isel, sensitifrwydd uchel i aseton a trimethylamine ac amser adfer ymateb delfrydol, gan ddatgelu gobaith cymhwysiad da o'r deunydd.

6. Deunyddiau synhwyro nwy a ddefnyddir nano titaniwm deuocsid (TiO2)
Titaniwm Deuocsid (TiO2)Mae gan ddeunyddiau synhwyro nwy fanteision sefydlogrwydd thermol da a phroses baratoi syml, ac yn raddol maent wedi dod yn ddeunydd poeth arall i ymchwilwyr. Ar hyn o bryd, mae'r ymchwil ar synhwyrydd nwy nano-Tio2 yn canolbwyntio ar nanostrwythur a swyddogaetholi deunyddiau synhwyro TiO2 trwy ddefnyddio nanotechnoleg sy'n dod i'r amlwg. Er enghraifft, mae ymchwilwyr wedi gwneud ffibrau TiO2 gwag ar raddfa micro-nano trwy dechnoleg electrospinning cyfechelog. Gan ddefnyddio'r dechnoleg fflam ddisymud premixed, mae'r electrod croes yn cael ei osod dro ar ôl tro mewn fflam ddisymud wedi'i premixio â thitaniwm tetraisopropoxide fel y rhagflaenydd, ac yna ei dyfu'n uniongyrchol i ffurfio pilen fandyllog gyda nanopartynnau tiO2, sy'n berthnasol i fod yn sensitif i dyfu ac mae nwyon yn tyfu ar yr un pryd ac yn tyfu ar yr un pryd yn tyfu ar yr un pryd ac SO2.

7. Cyfansoddion nano ocsid ar gyfer deunydd synhwyro nwy
Gellir gwella priodweddau synhwyro nwy powdrau ocsidau metel nano powdrau trwy ddopio, sydd nid yn unig yn addasu dargludedd trydanol y deunydd, ond sydd hefyd yn gwella sefydlogrwydd a detholusrwydd. Mae dopio elfennau metel gwerthfawr yn ddull cyffredin, ac yn aml defnyddir elfennau fel PA ac AG fel dopants i wella perfformiad synhwyro nwy powdr nano sinc ocsid. Mae deunyddiau synhwyro nwy cyfansawdd nano ocsid yn bennaf yn cynnwys SNO2 dop PD, pt-doped γ-Fe2O3, ac aml-elfen ychwanegwyd deunydd synhwyro sffêr gwag IN2O3, y gellir ei wireddu trwy reoli ychwanegion a thymheredd synhwyro i wireddu arwynebedd dewisol NH3, H2S i Wella Nano a CO. Ffilm WO3, a thrwy hynny wella ei sensitifrwydd i NO2.

Ar hyn o bryd, mae cyfansoddion ocsid graphene/nano-fetel wedi dod yn fan problemus mewn deunyddiau synhwyrydd nwy. Mae nanogyfansoddion graphene/SNO2 wedi cael eu defnyddio'n helaeth fel canfod amonia a deunyddiau synhwyro NO2.