Como sensores principales de gas de estado sólido, los sensores de gas semiconductores de óxido de nano metal se utilizan ampliamente en producción industrial, monitoreo ambiental, atención médica y otros campos para su alta sensibilidad, bajo costo de fabricación y medición de señal simple. En la actualidad, la investigación sobre la mejora de las propiedades de detección de gas de los materiales de detección de óxido de nano metal se centra principalmente en el desarrollo de óxidos metálicos a nanoescala, como la nanoestructura y la modificación de dopaje.

Los materiales de detección de semiconductores de óxido de metal nano son principalmente SNO2, ZnO, Fe2O3, VO2, IN2O3, WO3, TiO2, etc. Los componentes del sensor siguen siendo los sensores de gas resistivos más utilizados, los sensores de gases no resistentes también se están desarrollando más rápidamente.

En la actualidad, la dirección principal de la investigación es preparar nanomateriales estructurados con una gran superficie específica, como nanotubos, matrices de nanorod, membranas nanoporosas, etc. para aumentar la capacidad de adsorción de gas y la tasa de difusión de gas, y así mejorar la sensibilidad y la velocidad de la respuesta al gas de los materiales. El dopaje elemental del óxido metálico, o la construcción del sistema nanocompuesto, los componentes dopantes o compuestos introducidos pueden desempeñar un papel catalítico, y también puede convertirse en un portador auxiliar para construir la nanoestructura, mejorando así el rendimiento de detección de gas general de los materiales de detección.

1. Materiales de detección de gas utilizados óxido de nano de estaño (SNO2)

Óxido de estaño (SNO2) es un tipo de material sensible al gas sensible general. Tiene buena sensibilidad a los gases como el etanol, H2S y CO. Su sensibilidad al gas depende del tamaño de partícula y la superficie específica. Controlar el tamaño del nanopowder SNO2 es la clave para mejorar la sensibilidad al gas.

Basado en polvos mesoporosos y macroporosos de óxido de nano de estaño, los investigadores prepararon sensores de película gruesa que tienen una mayor actividad catalítica para la oxidación de CO, lo que significa una mayor actividad de detección de gases. Además, la estructura nanoporosa se ha convertido en un punto caliente en el diseño de materiales de detección de gases debido a su gran SSA, rica difusión de gas y canales de transferencia de masa.

2. Materiales de detección de gas utilizados óxido de nano de hierro (Fe2O3)

Óxido de hierro (Fe2O3)Tiene dos formas de cristal: alfa y gamma, que pueden usarse como materiales de detección de gas, pero las propiedades de detección de gas de ellos tienen grandes diferencias. α-FE2O3 pertenece a la estructura de corundum, cuyas propiedades físicas son estables. Su mecanismo de detección de gas está controlado por la superficie y su sensibilidad es baja. γ-FE2O3 pertenece a la estructura de la espinela y es metaestable. Su mecanismo de detección de gas es principalmente control de resistencia corporal. Tiene una buena sensibilidad pero poca estabilidad, y es fácil de cambiar a α-FE2O3 y reduce la sensibilidad al gas.

La investigación actual se centra en optimizar las condiciones de síntesis para controlar la morfología de las nanopartículas de Fe2O3, y luego la detección de materiales sensibles a gas adecuados, como los nanobeams α-Fe2o3, los nanorods α-Fe2o3 porosos, monodispersos α-Fe2O3, etc.

3. Materiales de detección de gas utilizados óxido de nano zinc (ZnO)
Óxido de zinc (zno)es un material típico sensible a gas controlado en la superficie. El sensor de gas basado en ZnO tiene una alta temperatura de funcionamiento y una selectividad deficiente, lo que lo hace mucho menos utilizado que los nanopoderos SNO2 y Fe2O3. Por lo tanto, la preparación de la nueva estructura de los nanomateriales de ZnO, la modificación de dopaje de nano-zno para reducir la temperatura de funcionamiento y mejorar la selectividad es el enfoque de la investigación sobre los materiales de detección de gas nano ZnO.

En la actualidad, el desarrollo del elemento de detección de gas nano-zno de un solo cristal es una de las direcciones fronterizas, como los sensores de gas de nanorod de cristal único ZnO.

4. Materiales de detección de gas utilizados óxido de nano indio (IN2O3)
Óxido de indio (in2O3)es un material de detección de gas semiconductor de tipo N de tipo N emergente. En comparación con SNO2, ZnO, Fe2O3, etc., tiene una brecha de banda ancha, pequeña resistividad y alta actividad catalítica, y alta sensibilidad a CO y NO2. Los nanomateriales porosos representados por Nano In2O3 son uno de los puntos críticos de investigación recientes. Los investigadores sintetizaron los materiales mesoporosos ordenados en 2O3 mediante la replicación de la plantilla de sílice mesoporosa. Los materiales obtenidos tienen una buena estabilidad en el rango de 450-650 ° C, por lo que son adecuados para sensores de gas con temperaturas de funcionamiento más altas. Son sensibles al metano y pueden usarse para el monitoreo de explosión relacionado con la concentración.

5. Materiales de detección de gas utilizados óxido de nano tungsteno (WO3)
Nanopartículas de WO3es un material semiconductor compuesto de metal de transición que ha sido ampliamente estudiado y solicitado por su buena propiedad de detección de gas. Nano WO3 tiene estructuras estables como el triclínico, monoclínico y ortorrómbico. Los investigadores prepararon nanopartículas de WO3 mediante el método de nano-fundición utilizando SiO2 mesoporoso como plantilla. Se encontró que las nanopartículas de WO3 monoclínicas con un tamaño promedio de 5 nM tienen un mejor rendimiento de detección de gas, y los pares de sensores obtenidos por deposición electroforética de nanopartículas de WO3 bajas concentraciones de NO2 tienen una alta respuesta.

La distribución homogénea de los nanoclusters WO3 de fase hexagonal se sintetizó mediante el método de intercambio iónico-hidrotermal. Los resultados de la prueba de sensibilidad al gas muestran que el sensor de gas nanoclusteros de WO3 tiene baja temperatura de funcionamiento, alta sensibilidad a la acetona y la trimetilamina y el tiempo de recuperación de respuesta ideal, revelando una buena perspectiva de aplicación del material.

6. Materiales de detección de gas utilizados dióxido de nano titanio (TiO2)
Dióxido de titanio (TiO2)Los materiales de detección de gas tienen las ventajas de una buena estabilidad térmica y un proceso de preparación simple, y se han convertido gradualmente en otro material caliente para los investigadores. En la actualidad, la investigación sobre el sensor de gas nano-TiO2 se centra en la nanoestructura y la funcionalización de los materiales de detección de TiO2 mediante el uso de la nanotecnología emergente. Por ejemplo, los investigadores han realizado fibras huecas de micro-nano a escala de tio2 mediante tecnología de electrohilado coaxial. Utilizando la tecnología de llama estancada premezclada, el electrodo cruzado se coloca repetidamente en una llama estancada premezclada con tetraisopropóxido de titanio a medida que el precursor, y luego se cultiva directamente para formar la membrana porosa con nanopartículas TIO2, que es una respuesta sensible a la calificación de So2.

7. Compuestos de nano óxido para material de detección de gases
Las propiedades de detección de gas de los materiales de detección de óxidos de metal nano se pueden mejorar mediante el dopaje, lo que no solo ajusta la conductividad eléctrica del material, sino que también mejora la estabilidad y la selectividad. El dopaje de elementos metálicos preciosos es un método común, y los elementos como Au y Ag a menudo se usan como dopantes para mejorar el rendimiento de detección de gas del polvo de óxido de nano zinc. Los materiales de detección de gases compuesto de nano óxido incluyen principalmente SNO2 dopado con PD, γ-Fe2O3 dopado con Pt y material de detección de esfera hueca de elemento múltiple de elementos múltiples, que se puede realizar mediante el control de los aditivos y la temperatura de detección para realizar la detección electiva de NH3, H2S H2S y Co. Inter Wo3 La película de WO3 es modificada con una capa de V2O5 de V2O5 para mejorar la estructura de la superficie electiva para mejorar la estructura de la superficie de los V2O de V2O de la capa de V2O para mejorar la estructura de la superficie de V2O de la V2O para mejorar la estructura de la superficie de V2O de V2O para mejorar la estructura de los V2O de V2O de la capa para mejorar la estructura de la superficie de V2O para mejorar la estructura de los V2O de V2O de la capa para mejorar la estructura de la superficie de V2O para mejorar la estructura de V2O de V2O para mejorar el Nano. Película WO3, mejorando así su sensibilidad al NO2.

En la actualidad, los compuestos de grafeno/óxido nano-metal se han convertido en un punto de acceso en los materiales del sensor de gas. Los nanocompuestos de grafeno/SNO2 se han utilizado ampliamente como detección de amoníaco y materiales de detección de NO2.