Tärkeimpiä kiinteiden tilan kaasusantureita, nanometallioksidi-puolijohdekaasiantureita käytetään laajasti teollisuustuotannossa, ympäristön seurannassa, terveydenhuollossa ja muissa aloissa niiden korkean herkkyyden, alhaisten valmistuskustannusten ja yksinkertaisen signaalin mittauksen suhteen. Tällä hetkellä nanometallioksidiaineistoimateriaalien kaasutunnistusominaisuuksien parantamista koskeva tutkimus keskittyy pääasiassa nanomittakaavan metallioksidien, kuten nanorakenteen ja seosten modifioinnin, kehitykseen.

Nano-metallioksidi-puolijohdetunnistusmateriaalit ovat pääosin SNO2, ZnO, Fe2O3, VO2, IN2O3, WO3, TiO2 jne. Anturin komponentit ovat edelleen laajimmin käytettyjä resistiivisiä kaasuantureita, ei-resistiivisiä kaasu-antureita kehitetään nopeammin.

Tällä hetkellä päätutkimussuunta on valmistella jäsenneltyjä nanomateriaaleja, joilla on suuret spesifiset pinta -alat, kuten nanoputket, nanorodiryhmät, nanoporokkaat kalvot jne. Pidentämään kaasun adsorptiokykyä ja kaasun diffuusionopeutta ja siten parantaa herkkyyttä ja materiaalien kaasun reaktiota. Metallioksidin alkuainesokotus tai nanokomposiittijärjestelmän rakentaminen, käyttöön otetulla lisäaineilla tai komposiittikomponenteilla voi olla katalyyttinen rooli, ja siitä voi tulla myös apukantaja nanorakenteen rakentamiseksi, mikä parantaa siten anturien materiaalien kaasun anturin suorituskykyä.

1. Kaasun tunnistusmateriaalit käytettiin nano -tinoksidia (SNO2)

Tinoksidi (SNO2) on eräänlainen yleinen herkkä kaasuherkkä materiaali. Sillä on hyvä herkkyys kaasuille, kuten etanolille, H2S: lle ja CO: lle. SNO2 -nanopowderin koon hallinta on avain kaasuherkkyyden parantamiseen.

Mesohuokoisten ja makrohuokoisten nano-tinoksidijauheiden perusteella tutkijat valmistivat paksun elokuvan anturit, joilla on suurempi katalyyttinen aktiivisuus CO-hapettumisessa, mikä tarkoittaa suurempaa kaasun tunnistamista. Lisäksi nanoporisasta rakenteesta on tullut kuuma piste kaasun tunnistusmateriaalien suunnittelussa sen suuren SSA: n, rikkaan kaasun diffuusion ja massansiirtokanavien takia.

2. kaasun tunnistusmateriaalit käyttivät nanorautaoksidia (Fe2O3)

Rautaoksidi (Fe2O3)Siinä on kaksi kidemuotoa: alfa ja gamma, joita molempia voidaan käyttää kaasun tunnistusmateriaaleina, mutta niiden kaasun tunnistusominaisuuksilla on suuria eroja. α-FE2O3 kuuluu Corundum-rakenteeseen, jonka fysikaaliset ominaisuudet ovat vakaat. Sen kaasun tunnistusmekanismi on pintaohjattu ja sen herkkyys on alhainen. γ-FE2O3 kuuluu spinel-rakenteeseen ja on metastabiili. Sen kaasun tunnistusmekanismi on pääasiassa kehon resistenssin hallinta. Sillä on hyvä herkkyys, mutta huono stabiilisuus, ja se on helppo vaihtaa arvoon α-FE2O3 ja vähentää kaasun herkkyyttä.

Nykyisessä tutkimuksessa keskitytään synteesiolosuhteiden optimointiin Fe2O3-nanohiukkasten morfologian hallitsemiseksi ja sitten sopivien kaasuherkkien materiaalien, kuten α-Fe2O3-nanobeamin, seulomiseksi, huoosien a-Fe2O3-nanorodit, monodisperse-a-fe2o3 nanortruktuurit, Mesopores a-fe2o3 nanomaterials.

3. Kaasutunnistusmateriaalit käyttivät nano sinkkioksidia (ZnO)
Sinkkioksidi (Zno)on tyypillinen pintaohjattu kaasuherkkä materiaali. ZnO-pohjaisella kaasuanturilla on korkea käyttölämpötila ja huono selektiivisyys, mikä tekee siitä paljon vähemmän käytettyjä kuin SNO2 ja Fe2O3-nanopowerit. Siksi ZnO-nanomateriaalien uuden rakenteen valmistelu, nano-znO: n doping modifikaatio käyttölämpötilan alentamiseksi ja selektiivisyyden parantamiseksi on nano-ZnO-kaasutunnistusmateriaalien tutkimuksen painopiste.

Tällä hetkellä yksikristallin nano-zno-kaasutunnistuselementin kehitys on yksi raja-ohjeista, kuten ZnO: n yksikristallin nanorod-kaasusanturit.

4. Kaasutunnistusmateriaalit käyttivät nano -indiumoksidia (IN2O3)
Indiumoksidi (IN2O3)on nouseva N-tyyppinen puolijohdekaasun tunnistusmateriaali. Verrattuna SNO2: iin, ZnO: hon, Fe2O3: een jne., Siinä on laaja kaistaväli, pieni resistiivisyys ja korkea katalyyttinen aktiivisuus ja suuri herkkyys CO: lle ja NO2: lle. Nano IN2O3: n edustamat huokoiset nanomateriaalit ovat yksi viimeaikaisista tutkimuspisteistä. Tutkijat syntetisoivat tilatut mesoporous IN2O3 -materiaalit mesoporous piidioksidimallien replikaation avulla. Saatujen materiaalien stabiilisuus on etäisyydellä 450-650 ° C, joten ne sopivat kaasusantureihin, joilla on korkeammat käyttölämpötilat. Ne ovat herkkiä metaanille ja niitä voidaan käyttää pitoisuuteen liittyvään räjähdyksen seurantaan.

5. Kaasutunnistusmateriaalit käyttivät nano -volframioksidia (WO3)
WO3 -nanohiukkaseton siirtymämetalliyhdiste -puolijohdemateriaali, jota on tutkittu laajasti ja levitetty sen hyvään kaasuntunnistusominaisuuteen. Nano WO3: lla on stabiilit rakenteet, kuten trikliininen, monokliininen ja ortorombinen. Tutkijat valmistivat WO3-nanohiukkasia nanovaluutumismenetelmällä käyttämällä mesoporous SiO2 -mallina. Todettiin, että monokliinisillä WO3 -nanohiukkasilla, joiden keskimääräinen koko on 5 nm, on parempi kaasun tunnistussuorituskyky ja WO3 -nanohiukkasten elektroforeettisella kerrostumalla anturipareilla on korkea NO2 -pitoisuuksilla korkea vaste.

Kuusikulmaisen faasin WO3-nanoklusterien homogeeninen jakautuminen syntetisoitiin ioninvaihto-hydrotermisellä menetelmällä. Kaasuherkkyystestitulokset osoittavat, että WO3 -nanoklusteroidulla kaasuanturilla on alhainen käyttölämpötila, korkea herkkyys asetonille ja trimetyyliamiinille ja ihanteellinen vasteen talteenottoaika, mikä paljastaa materiaalin hyvän käyttömahdollisuuden.

6. Kaasutunnistusmateriaalit käyttivät nanotitaanidioksidia (TiO2)
Titaanidioksidi (TiO2)Kaasutunnistusmateriaalit ovat edut hyvästä lämpöstabiilisuudesta ja yksinkertaisesta valmistusprosessista, ja niistä on vähitellen tullut toinen kuuma materiaali tutkijoille. Tällä hetkellä nano-TiO2-kaasuanturia koskeva tutkimus keskittyy TiO2-anturien nanorakenteeseen ja funktionalisointiin käyttämällä nousevaa nanoteknologiaa. Esimerkiksi tutkijat ovat tehneet mikro-nano-mittakaavan onttoja TiO2-kuituja koaksiaalisella sähköhoitotekniikalla. Käyttämällä esisekoitettua stagnant -liekkitekniikkaa, ristielektrodi sijoitetaan toistuvasti esiasetettuun stagnoituun liekkiin, jossa titaaniteropropoksidi esiastina, ja sitten ne kasvatetaan suoraan muodostamaan huokoisen membraanin TiO2 -nanohiukkasilla, mikä on herkkä vaste CO: lle. Samanaikaisesti tilatut TiO2 -nanopehoiden asettimet ja soveltuu appilaat.

7. Nano -oksidikomposiitit kaasun tunnistusmateriaalille
Nanometallioksidien jauheiden jauheiden anturi -materiaalien kaasutunnistusominaisuuksia voidaan parantaa dopingilla, mikä ei vain säädä materiaalin sähkönjohtavuutta, vaan myös parantaa stabiilisuutta ja selektiivisyyttä. Jalometallielementtien doping on yleinen menetelmä, ja elementtejä, kuten Au ja AG Nanooksidikomposiittikasatusaineiden nanoksidikomposiittimateriaalit sisältävät pääasiassa PD-seostettua SNO2: ta, PT-seostettua y-Fe2O3: ta ja monielementtiä lisättynä in2O3-ontolla pallotunnistusmateriaalilla, joka voidaan toteuttaa hallitsemalla lisäaineita ja tunnistamislämpötilaa NH3: n, H2: n ja CO: n CO: n ja CO: n toisiloisen. WO3 -elokuva, parantaen siten sen herkkyyttä NO2: lle.

Tällä hetkellä grafeeni/nanometallioksidikomposiiteista on tullut hotspot kaasuanturimateriaaleissa. Grafeeni/SNO2 -nanokomposiitteja on käytetty laajasti ammoniakin havaitsemis- ja NO2 -tunnistusmateriaaleina.