به عنوان سنسورهای اصلی گاز حالت جامد ، سنسورهای گاز نیمه هادی اکسید فلز نانو به طور گسترده ای در تولید صنعتی ، نظارت بر محیط زیست ، مراقبت های بهداشتی و سایر زمینه ها برای حساسیت بالا ، هزینه تولید کم و اندازه گیری سیگنال ساده مورد استفاده قرار می گیرند. در حال حاضر ، تحقیقات در مورد بهبود خصوصیات سنجش گاز مواد سنجش اکسید فلز نانو به طور عمده بر توسعه اکسیدهای فلزی نانو ، مانند نانوساختار و اصلاح دوپینگ متمرکز است.

مواد سنجش نیمه هادی اکسید فلزی نانو به طور عمده SNO2 ، ZNO ، FE2O3 ، VO2 ، IN2O3 ، WO3 ، TIO2 و غیره هستند.

در حال حاضر ، جهت اصلی تحقیق تهیه نانومواد ساختاری با مساحت خاص خاص ، مانند نانولوله ها ، آرایه های نانورود ، غشاهای نانوذرات و غیره است. برای افزایش ظرفیت جذب گاز و میزان انتشار گاز و در نتیجه حساسیت و سرعت پاسخ به گاز مواد. دوپینگ ابتدایی اکسید فلزی یا ساخت سیستم نانوکامپوزیت ، اجزای دوپانت یا کامپوزیت معرفی شده می توانند نقش کاتالیزوری را ایفا کنند و همچنین می تواند به یک حامل کمکی برای ساخت نانوساختار تبدیل شود و از این طریق عملکرد کلی سنجش گاز مواد سنجش را بهبود می بخشد.

1. مواد سنجش گاز مورد استفاده از اکسید قلع نانو (SNO2)

اکسید قلع (SNO2) نوعی ماده حساس به گاز حساس است. حساسیت خوبی به گازهایی مانند اتانول ، H2S و CO دارد. حساسیت گاز آن به اندازه ذرات و سطح خاص بستگی دارد. کنترل اندازه نانوذرات SNO2 کلید بهبود حساسیت به گاز است.

محققان بر اساس پودرهای اکسید قلع و نانو نانو ماکروپور ، سنسورهای فیلم ضخیم تهیه کردند که فعالیت کاتالیزوری بالاتری برای اکسیداسیون CO دارند ، این به معنای فعالیت سنجش گاز بالاتر است. علاوه بر این ، ساختار نانوذرات به دلیل SSA بزرگ ، انتشار گاز غنی و کانال های انتقال جرم ، به یک نقطه داغ در طراحی مواد سنجش گاز تبدیل شده است.

2. مواد سنجش گاز از اکسید آهن نانو استفاده شده (Fe2O3)

اکسید آهن (Fe2O3)دارای دو شکل کریستالی است: آلفا و گاما ، که هر دو می توانند به عنوان مواد سنجش گاز مورد استفاده قرار گیرند ، اما خصوصیات سنجش گاز آنها تفاوت های زیادی دارند. α-FE2O3 متعلق به ساختار Corundum است که خصوصیات فیزیکی آن پایدار است. مکانیسم سنجش گاز آن کنترل شده است و حساسیت آن کم است. γ-FE2O3 متعلق به ساختار اسپینل است و قابل استفاده است. مکانیسم سنجش گاز آن عمدتاً کنترل مقاومت در بدن است. این حساسیت خوبی دارد اما ثبات ضعیف دارد و به راحتی می توان به α-FE2O3 تغییر داد و حساسیت گاز را کاهش داد.

تحقیق حاضر بر بهینه سازی شرایط سنتز برای کنترل مورفولوژی نانوذرات Fe2O3 ، و سپس غربالگری مواد حساس به گاز مناسب ، مانند نانوذرات α-Fe2O3 ، نانورودهای متخلخل α-Fe2O3 ، alse-fe2O3 نانوذرات ، nanoinstructructus α-fe2O3 ، Mesopores α-fee2o3 ، mesopores α-fe2o3 ، mesin

3. مواد سنجش گاز از اکسید روی نانو (ZNO) استفاده شده است
اکسید روی (ZNO)یک ماده حساس به گاز کنترل شده با سطح است. سنسور گاز مبتنی بر ZNO دارای دمای عملیاتی بالا و انتخاب ضعیف است و آن را به مراتب کمتر از نانوذرات SNO2 و Fe2O3 استفاده می کند. بنابراین ، تهیه ساختار جدید نانومواد ZnO ، اصلاح دوپینگ Nano-Zno برای کاهش دمای کار و بهبود انتخاب ، تمرکز تحقیقات بر روی مواد سنجش گاز نانو ZnO است.

در حال حاضر ، توسعه عنصر سنجش گاز نانو کریستال تک کریستال یکی از جهت های مرزی است ، مانند سنسورهای گاز نانورود تک کریستال ZnO.

4. مواد سنجش گاز مورد استفاده از اکسید Indium Nano (IN2O3)
ایندیوم اکسید (IN2O3)یک ماده سنجش گاز نیمه هادی N در حال ظهور است. در مقایسه با SNO2 ، ZnO ، Fe2O3 و غیره ، دارای شکاف باند گسترده ای ، مقاومت کوچک و فعالیت کاتالیزوری بالا و حساسیت بالا به CO و NO2 است. نانومواد متخلخل که توسط Nano IN2O3 به نمایش گذاشته شده یکی از نقاط مهم تحقیقاتی اخیر است. محققان با استفاده از تکثیر الگوی سیلیس مزوپور ، مواد In2O3 را به صورت مزوپور سنتز کردند. مواد به دست آمده در محدوده 450-650 درجه سانتیگراد از ثبات خوبی برخوردار هستند ، بنابراین برای سنسورهای گاز با دمای عملیاتی بالاتر مناسب هستند. آنها به متان حساس هستند و می توانند برای نظارت بر انفجار مرتبط با غلظت استفاده شوند.

5. مواد سنجش گاز از اکسید تنگستن نانو استفاده شده (WO3)
نانوذرات WO3یک ماده نیمه هادی ترکیب فلزی در حال انتقال است که به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته و برای خاصیت سنجش گاز خوب آن درخواست شده است. Nano WO3 دارای ساختارهای پایدار مانند Triclinic ، Monoclinic و Orthorhombic است. محققان نانوذرات WO3 را با استفاده از روش نانو ریخته گری با استفاده از SIO2 به عنوان الگوی تهیه کردند. مشخص شد که نانوذرات مونوکلینیک WO3 با اندازه متوسط ​​5 نانومتر عملکرد سنجش گاز بهتری دارند و جفت سنسور به دست آمده توسط رسوب الکتروفورز نانوذرات WO3 غلظت کم NO2 پاسخ بالایی دارند.

توزیع همگن نانوکلورهای فاز شش ضلعی WO3 با روش یون تبادل هیدروترمال سنتز شد. نتایج تست حساسیت به گاز نشان می دهد که سنسور گاز نانولوستر WO3 دارای دمای کار کم ، حساسیت بالا به استون و تری متیل آمین و زمان بازیابی پاسخ ایده آل است و نشان دهنده یک کاربرد خوب از مواد است.

6. مواد سنجش گاز از دی اکسید نانو تیتانیوم استفاده شده (TIO2)
دی اکسید تیتانیوم (TIO2)مواد سنجش گاز مزایای ثبات حرارتی خوب و فرآیند آماده سازی ساده را دارند و به تدریج به یک ماده داغ دیگر برای محققان تبدیل شده اند. در حال حاضر ، تحقیقات در مورد سنسور گاز Nano-Tio2 بر نانوساختار و عملکرد مواد سنجش TIO2 با استفاده از فناوری نانو در حال ظهور متمرکز است. به عنوان مثال ، محققان با استفاده از فناوری الکتروپینینگ کواکسیال ، الیاف TIO2 توخالی در مقیاس میکرو نانو ساخته شده اند. با استفاده از فن آوری شعله راکد پیش از پیش ، الکترود متقاطع بارها و بارها در یک شعله راکد پیش از پیش با تیترایزوپروپوکسید تیتانیوم به عنوان پیشرو قرار می گیرد و سپس به طور مستقیم رشد می کند تا او را با نانوذرات TiO2 تشکیل دهد ، که پاسخ حساس به COL توسط آجر آخری است.

7. کامپوزیت های اکسید نانو برای مواد سنجش گاز
خواص سنجش گاز از مواد سنجش پودر اکسیدهای فلزی نانو با دوپینگ قابل بهبود است ، که نه تنها هدایت الکتریکی مواد را تنظیم می کند بلکه باعث بهبود ثبات و انتخاب می شود. دوپینگ عناصر فلزی گرانبها یک روش متداول است و عناصری مانند Au و Ag اغلب به عنوان دوپانت برای بهبود عملکرد سنجش گاز پودر اکسید روی نانو استفاده می شوند. نانو اکسید مواد سنجش گاز کامپوزیت به طور عمده شامل PD doped Sno2 ، Pt-doped γ-Fe2O3 و چند عنصر اضافه شده مواد سنجش حوزه توخالی در 2O3 است که می تواند با کنترل مواد افزودنی و دما برای تحقق ساختار NH3 ، H2s و CO. در افزودنی با استفاده از Leader ، WOO3 NANO اصلاح شود. فیلم WO3 ، در نتیجه حساسیت آن به NO2 را بهبود می بخشد.

در حال حاضر ، کامپوزیت های اکسید گرافن/نانو فلزی به یک کانون در مواد حسگر گاز تبدیل شده اند. نانوکامپوزیتهای گرافن/SNO2 به طور گسترده ای به عنوان تشخیص آمونیاک و مواد سنجش NO2 مورد استفاده قرار گرفته است.