Como principais sensores de gas de estado sólido, os sensores de gas de semiconductor de óxido de metal nano son amplamente empregados na produción industrial, o control ambiental, a asistencia sanitaria e outros campos para a súa alta sensibilidade, baixo custo de fabricación e simple medición do sinal. Na actualidade, a investigación sobre a mellora das propiedades de detección de gases dos materiais de detección de óxidos metálicos nano céntranse principalmente no desenvolvemento de óxidos metálicos a escala nano, como a nanoestrutura e a modificación de dopaxe.

Os materiais de detección de semiconductores de óxido metálico nano son principalmente SNO2, ZnO, FE2O3, VO2, IN2O3, WO3, TiO2, etc. Os compoñentes do sensor seguen sendo os sensores de gas resistivos máis utilizados, tamén se están desenvolvendo máis rapidamente os sensores de gases resistentes.

Na actualidade, a principal dirección de investigación é preparar nanomateriais estruturados con gran superficie específica, como nanotubos, matrices de nanorodos, membranas nanoporosas, etc. Para aumentar a capacidade de adsorción de gases e a taxa de difusión do gas e, polo tanto, mellorar a sensibilidade e a velocidade de resposta ao gas dos materiais. A dopaxe elemental do óxido metálico ou a construción do sistema nanocomposito, os compoñentes dopant ou compostos introducidos poden desempeñar un papel catalítico e tamén pode converterse nun portador auxiliar para construír a nanoestrutura, mellorando así o rendemento global dos materiais de detección.

1. Materiais de detección de gases usados ​​óxido de estaño de nano (SNO2)

Óxido de estaño (SNO2) é unha especie de material sensible sensible ao gas. Ten boa sensibilidade a gases como etanol, H2S e CO. A súa sensibilidade ao gas depende do tamaño da partícula e da superficie específica. O control do tamaño da nanopowder SNO2 é a clave para mellorar a sensibilidade ao gas.

Con base en po de óxido de lata nano mesoporoso e macroporoso, os investigadores prepararon sensores de película grosa que teñen unha maior actividade catalítica para a oxidación de CO, o que significa maior actividade de detección de gases. Ademais, a estrutura nanoporosa converteuse nun punto quente no deseño de materiais de detección de gases debido ás súas grandes canles de difusión de gas SSA, rica de gas e transferencia de masa.

2. Materiais de detección de gases usados ​​óxido de ferro nano (FE2O3)

Óxido de ferro (FE2O3)Ten dúas formas de cristal: alfa e gamma, ambas as que se poden usar como materiais de detección de gases, pero as propiedades que detectan o gas teñen grandes diferenzas. α-Fe2O3 pertence á estrutura de corundum, cuxas propiedades físicas son estables. O seu mecanismo de detección de gases está controlado en superficie e a súa sensibilidade é baixa. γ-Fe2O3 pertence á estrutura do spinel e é metastable. O seu mecanismo de detección de gases é principalmente o control da resistencia do corpo. Ten unha boa sensibilidade pero unha mala estabilidade e é fácil de cambiar a α-Fe2O3 e reducir a sensibilidade do gas.

A investigación actual céntrase en optimizar as condicións de síntese para controlar a morfoloxía das nanopartículas Fe2O3, e logo cribar materiais sensibles ao gas adecuados, como nanobeams α-Fe2O3, nanorodos α-Fe2O3 porosos, nanostructuracións monodispersas, nanostruturas, mesopores α-Fe2O3 nanom-fe,, nanostruturas α-Fe2O3 nanom-fe,, mesóporos α-Fe2O3 nanom-3, mesores.

3. Materiais de detección de gases usados ​​óxido de cinc nano (ZnO)
Óxido de cinc (ZnO)é un material típico sensible ao gas controlado pola superficie. O sensor de gas baseado en ZnO ten unha alta temperatura de funcionamento e unha mala selectividade, tornándoa moito menos utilizada que os nanopados SNO2 e Fe2O3. Polo tanto, a preparación da nova estrutura de nanomateriais de ZnO, a modificación de dopaxe de nano-zno para reducir a temperatura de funcionamento e mellorar a selectividade é o foco da investigación nos materiais de detección de gases de Nano ZnO.

Na actualidade, o desenvolvemento de elementos de detección de gases nano-ZNO de cristal único é unha das direccións fronteirizas, como os sensores de gas de nanorodo de cristal único ZnO.

4. Materiais de detección de gases usados ​​óxido de nano indio (IN2O3)
Óxido de indio (IN2O3)é un material emerxente de detección de gases de semiconductor de tipo N. En comparación con SNO2, ZnO, FE2O3, etc., ten unha ampla fenda de banda, pequena resistencia e alta actividade catalítica e alta sensibilidade a CO e NO2. Os nanomateriais porosos representados por Nano IN2O3 son un dos recentes puntos de investigación de investigación. Os investigadores sintetizaron materiais mesoporos ordenados por 2O3 mediante replicación de modelos de sílice mesoporosa. Os materiais obtidos teñen boa estabilidade no rango de 450-650 ° C, polo que son adecuados para sensores de gas con temperaturas de funcionamento máis altas. Son sensibles ao metano e pódense usar para o control de explosións relacionadas coa concentración.

5. Materiais de detección de gases usados ​​óxido de nano de tungsteno (WO3)
Nanopartículas WO3é un material de semiconductor de compostos metálicos de transición que foi amplamente estudado e aplicado pola súa boa propiedade de detección de gases. Nano WO3 ten estruturas estables como triclínicas, monoclínicas e ortorhombicas. Os investigadores prepararon nanopartículas WO3 mediante método nano-casting mediante Mesoporous Sio2 como modelo. Comprobouse que as nanopartículas WO3 monoclinicas cun tamaño medio de 5 nm teñen un mellor rendemento de detección de gases e os pares de sensores obtidos por deposición electroforética de nanopartículas WO3 baixas concentracións de NO2 teñen unha alta resposta.

A distribución homoxénea de nanoclusters WO3 de fase hexagonal sintetizouse mediante método de intercambio iónico-hidrotermal. Os resultados das probas de sensibilidade ao gas demostran que o sensor de gas nanoclustado WO3 ten unha temperatura de funcionamento baixa, alta sensibilidade á acetona e á trimetilamina e ao tempo de recuperación de resposta ideal, revelando unha boa perspectiva de aplicación do material.

6. Materiais de detección de gases usados ​​dióxido de titanio nano (TIO2)
Dióxido de titanio (TiO2)Os materiais de detección de gases teñen as vantaxes dunha boa estabilidade térmica e un simple proceso de preparación e convertéronse gradualmente noutro material quente para os investigadores. Na actualidade, a investigación sobre o sensor de gas Nano-Tio2 céntrase na nanoestrutura e funcionalización de materiais de detección de TiO2 mediante a nanotecnoloxía emerxente. Por exemplo, os investigadores fixeron fibras TiO2 oco a escala micro-nano mediante tecnoloxía de electrospinning coaxial. Usando a tecnoloxía de chama estancada premezclada, o electrodo cruzado colócase repetidamente nunha chama estancada premezclada con tetraisopropóxido de titanio como o precursor, e logo cultivado directamente para formar a membrana porosa con nanotube TiO2, que é unha resposta sensible para a.

7. Compostos de óxido de nano para material de detección de gases
As propiedades de detección de gases dos óxidos de metal nano Os materiais que detectan os materiais de detección poden mellorarse mediante a dopaxe, que non só axusta a condutividade eléctrica do material, senón que tamén mellora a estabilidade e a selectividade. A dopaxe de elementos metálicos preciosos é un método común, e elementos como Au e AG úsanse a miúdo como dopantes para mellorar o rendemento que detecta o gas do po de óxido de óxido de nano. Os materiais de detección de gases compostos de óxido de nano inclúen principalmente PD SNO2 dopado, γ-FE2O3 dopado por Pt e varios elementos engadidos en 2O3 material de detección de esfera oca, que se pode realizar controlando aditivos e temperatura de detección electiva de NH3, H2O5 e o seu filme porcenso de V2O5, por unión porcentro de V2O5, por un longo, a superficie porotiva de V2O5 e a. Filme WO3, mellorando así a súa sensibilidade ao NO2.

Na actualidade, os compostos de óxido de grafeno/nano-metal convertéronse nun hotspot nos materiais do sensor de gas. Os nanocompositos de grafeno/SNO2 foron moi utilizados como detección de amoníaco e materiais de detección de NO2.