Kao glavni senzori plina u čvrstom stanju, senzori plina nano metalni oksid senzori na široko koriste se u industrijskoj proizvodnji, nadzoru okoliša, zdravstvenoj zaštiti i drugim poljima za njihovu visoku osjetljivost, niske troškove proizvodnje i jednostavno mjerenje signala. Trenutno se istraživanje poboljšanja svojstava osjetljivosti na nano metalni oksid materijala uglavnom usredotočuje na razvoj metalnih oksida nanoskalnih metala, poput nanostrukture i modifikacije dopinga.

Nano metalni oksidni poluvodički materijali senziranja uglavnom su SNO2, ZnO, FE2O3, VO2, IN2O3, WO3, TIO2, itd. Komponente senzora i dalje su najčešće korišteni otporni senzori plina, senzori ne-otpornih plinova također se brže razvijaju.

Trenutno je glavni istraživački smjer priprema strukturiranih nanomaterijala s velikom specifičnom površinom, poput nanocjevčica, nizova nanoroda, nanoporoznih membrana, itd. Da bi se povećala kapacitet adsorpcije plina i brzina difuzije plina, te na taj način poboljšati osjetljivost i brzina reakcije na plin materijala. Elementarno doping metalnog oksida ili konstrukcija nanokompozitnog sustava, uvedeni dopant ili kompozitne komponente mogu igrati katalitičku ulogu, a također može postati pomoćni nosač za izgradnju nanostrukture, poboljšavajući na taj način cjelokupnu performanse osjetljivosti na senzore senziranja.

1.

Limena oksid (SNO2) je vrsta općeg osjetljivog materijala osjetljivog na plin. Ima dobru osjetljivost na plinove kao što su etanol, H2S i CO. Njegova osjetljivost na plin ovisi o veličini čestica i specifičnoj površini. Kontroliranje veličine nanopowder SNO2 ključ je za poboljšanje osjetljivosti na plin.

Na temelju mezoporoznih i makroporoznih praha nano kositra, istraživači su pripremili senzore debelih filma koji imaju veću katalitičku aktivnost za oksidaciju CO, što znači veću aktivnost osjetljivosti na plin. Osim toga, nanoporozna struktura postala je vruća točka u dizajnu materijala za senzor plina zbog svojih velikih SSA, bogatih difuzija plina i kanala za prijenos mase.

2.

Željezni oksid (Fe2O3)Ima dva kristalna oblika: alfa i gama, a oba se mogu koristiti kao materijali za osjet na plin, ali njihova svojstva senziranja plina imaju velike razlike. α-Fe2O3 pripada strukturi korunda, čija su fizička svojstva stabilna. Njegov mehanizam osjetljivosti na plin kontroliran je, a osjetljivost je niska. γ-FE2O3 pripada strukturi spinela i metastabilno je. Njegov mehanizam osjetljivosti na plin uglavnom je kontrola otpornosti na tijelo. Ima dobru osjetljivost, ali lošu stabilnost, a lako je promijeniti α-FE2O3 i smanjiti osjetljivost na plin.

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, etc.

3.
Cink oksid (ZnO)je tipičan materijal osjetljiv na plin koji kontrolira površinu. Senzor plina na bazi ZnO ima visoku radnu temperaturu i lošu selektivnost, što ga čini daleko manje široko korištenim od nanopowdersa SNO2 i FE2O3. Stoga je priprema nove strukture ZnO nanomaterijala, modifikacija dopinga nano-ZNO-a za smanjenje radne temperature i poboljšanje selektivnosti fokus istraživanja na nano ZnO materijalima za osjet na plin.

Trenutno je razvoj pojedinačnog kristalnog nano-ZnO osjetnog elementa plina jedan od pograničnih smjerova, poput senzora plina s jednim kristalnim nanorodom.

4. Materijali za osjet na plin koji se koristi nano indij oksid (in2O3)
Indijski oksid (in2O3)je u nastajanju materijala za osjet na plin za poluvodiča N-tipa. U usporedbi sa SNO2, ZnO, FE2O3 itd. Ima širok pojas, mali otpor i visoku katalitičku aktivnost te visoku osjetljivost na CO i NO2. Porozni nanomaterijali koji zastupaju Nano In2O3 jedno su od nedavnih istraživačkih žarišta. Istraživači su sintetizirali naručene mezoporozne in2o3 materijale pomoću replikacije mezoporoznog silicijevog dioksida. Dobiveni materijali imaju dobru stabilnost u rasponu od 450-650 ° C, tako da su pogodni za senzore plina s višim radnim temperaturama. Osjetljivi su na metan i mogu se koristiti za nadzor eksplozije povezane s koncentracijom.

5.
WO3 nanočesticeje poluvodički materijal prijelaznog metala koji se široko proučava i primjenjuje za svoje dobro svojstvo senziranja plina. Nano WO3 ima stabilne strukture poput trikliničke, monokliničke i ortorombične. Istraživači su pripremili nanočestice WO3 metodom nano-hvatanja koristeći mezoporozni SiO2 kao predložak. Utvrđeno je da monokliničke nanočestice WO3 s prosječnom veličinom od 5 nm imaju bolje performanse osjetljivosti na plin, a parovi senzora dobiveni elektroforetskim taloženjem nanočestica WO3 niske koncentracije NO2 imaju veliki odgovor.

Homogena raspodjela šesterokutnih nanoklastera WO3 sintetizirana je ionskom exchange-hidrotermalnom metodom. Rezultati ispitivanja osjetljivosti na plin pokazuju da WO3 senzor nanoklasteriranog plina ima nisku radnu temperaturu, visoku osjetljivost na aceton i trimetilamin i vrijeme oporavka od odgovora, otkrivajući dobru perspektivu primjene materijala.

6. Materijali za osjet na plin Korišteni nano titanij dioksid (TiO2)
Titanium dioksid (TiO2)Materijali za osjet na plin imaju prednosti dobre toplinske stabilnosti i jednostavnog postupka pripreme i postupno postaju još jedan vrući materijal za istraživače. Trenutno se istraživanje nano-TiO2 senzora plina usredotočuje na nanostrukturu i funkcionalizaciju materijala za senzor tiO2 koristeći nanotehnologiju u nastajanju. Na primjer, istraživači su napravili mikro-nano-skala šuplja TIO2 vlakna koaksijalnom tehnologijom elektrospinninga. Koristeći se usmjerenu stajaću tehnologiju plamena, unakrsna elektroda se opetovano stavlja u napominjeni stajasni plamen s titanovim tetraizopropoksidom kao prethodnikom, a zatim izravno uzgojeno da formira HE poroznu membranu s nanočesticama TiO2, što je osjetljivo na co.

7. Nano oksidni kompoziti za materijal za osjet na plin
Svojstva osjetila plina nano metalnih oksida za osjetilne materijale mogu se poboljšati dopingom, što ne samo da prilagođava električnu vodljivost materijala, već također poboljšava stabilnost i selektivnost. Doping elemenata dragocjenih metala uobičajena je metoda, a elementi poput AU i Ag često se koriste kao dopanti za poboljšanje performansi plinskog senziranja praha nano cink oksida. Nano oksidni kompozitni materijali za osjet na plin uglavnom uključuju PD dopirani SNO2, PT-dopirani γ-FE2O3 i višestruki element dodani in2o3 senzirajući materijal šuplje sfere, koji se može realizirati kontrolom aditiva i temperature osjetljivosti na realizaciju NH3, a modificirano je i co. Film, poboljšavajući svoju osjetljivost na NO2.

Trenutno su grafenski/nano-metalni oksidni kompoziti postali žarište u materijalima senzora plina. Nanokompoziti grafena/SNO2 široko su korišteni kao otkrivanje amonijaka i osjetljivi materijali NO2.