כחיישני גז עיקריים במצב מוצק, חיישני גז מוליכים למחצה של ננו מתכת מתכת נמצאים בשימוש נרחב בייצור תעשייתי, ניטור סביבתי, שירותי בריאות ושדות אחרים לרגישותם הגבוהה, עלות ייצור נמוכה ומדידת אות פשוט. נכון לעכשיו, מחקרים על שיפור תכונות חישת הגז של חומרי חישת תחמוצת מתכת ננו מתמקדים בעיקר בפיתוח תחמוצות מתכת ננו -סמכות, כמו ננו -מבנה ושינוי סמים.

חומרי חישה של מוליכים למחצה של ננו מתכת הם בעיקר SNO2, ZNO, FE2O3, VO2, IN2O3, WO3, TIO2 וכו '. רכיבי החיישן הם עדיין גם חיישני הגז ההתנגדות הנפוצים ביותר, חיישני גזים שאינם מתנגדים מתפתחים גם הם במהירות רבה יותר.

נכון לעכשיו, כיוון המחקר העיקרי הוא להכין ננו -חומרים מובנים עם שטח פנים ספציפי גדול, כמו צינורות צינורות, מערכי ננוורוד, ממברנות ננו -פוריות וכו 'כדי להגדיל את יכולת ספיחת הגז ואת קצב דיפוזת הגז, ובכך לשפר את הרגישות ומהירות התגובה לגז של החומרים. הסמים היסודיים של תחמוצת המתכת, או בניית המערכת הננו -קומפוזיטית, הרכיבים המוצגים או הרכיבים המורכבים יכולים למלא תפקיד קטליטי, ויכול גם להפוך למוביל עזר לבניית הננו -מבנה, ובכך לשיפור הביצועים הכוללים של חישת הגז של חומרי החישה.

1. חומרי חישת גז השתמשו בתחמוצת פח ננו (SNO2)

תחמוצת פח (SNO2) הוא סוג של חומר רגיש לגז כללי. יש לו רגישות טובה לגזים כמו אתנול, H2S ושות '. רגישות הגז שלה תלויה בגודל החלקיקים ובשטח הפנים הספציפי. שליטה בגודל אבקת ננו SNO2 היא המפתח לשיפור הרגישות לגז.

בהתבסס על אבקות תחמוצת פח מזופוריות ומקרופוריות, החוקרים הכינו חיישני סרטים עבים בעלי פעילות קטליטית גבוהה יותר לחמצון CO, שמשמעותו פעילות גבוהה יותר לחישת גז. בנוסף, המבנה הננו -פורורי הפך למקום חם בתכנון חומרי חישת גז בגלל SSA הגדול שלו, דיפוזיה גז עשירה ותעלות העברת המונים.

2. חומרי חישת גז השתמשו בתחמוצת ברזל ננו (Fe2O3)

תחמוצת ברזל (Fe2O3)יש שתי צורות קריסטל: אלפא וגמא, ששניהם יכולים לשמש כחומרים לחישת גז, אך לתכונות חישת הגז שלהם יש הבדלים גדולים. α-Fe2O3 שייך למבנה Corundum, שתכונותיו הפיזיות יציבות. מנגנון חישת הגז שלו נשלט על פני השטח, והרגישות שלו נמוכה. γ-Fe2O3 שייך למבנה ספינל וגרורתי. מנגנון חישת הגז שלו הוא בעיקר בקרת עמידות בפני גוף. יש לו רגישות טובה אך יציבות לקויה, וקל לשנות אותו ל- α-Fe2O3 ולהפחית את הרגישות לגז.

המחקר הנוכחי מתמקד במיטוב תנאי הסינתזה לשליטה על המורפולוגיה של חלקיקי Fe2O3, ואז בדיקת חומרים רגישים לגז, כמו ננו-קרמים α-Fe2O3, ננו-פרו-ננומטורס α-fe2o3, nanoMators α-feodisperse, nanostrats, mesopators, nanoMators, nanoMators, nanoMators, nanoMators, nanoMators α-fe2O3, α-fe2O3,

3. חומרי חישת גז השתמשו בתחמוצת אבץ ננו (ZnO)
תחמוצת אבץ (ZnO)הוא חומר רגיש לגז בשליטת פני השטח טיפוסי. לחיישן הגז מבוסס ZnO ​​יש טמפרטורת הפעלה גבוהה וסלקטיביות לקויה, מה שהופך אותו לשימוש נרחב בהרבה מ- SNO2 ו- Fe2O3 NanoPowders. לפיכך, הכנת המבנה החדש של ננו-חומרים ZnO, שינוי סמים של ננו-זנו להפחתת טמפרטורת התפעול ושיפור הסלקטיביות היא מוקד המחקר על חומרי חישת גז ננו ZnO.

נכון לעכשיו, פיתוח אלמנט חישת גז ננו-זנו יחיד הוא אחד מכיווני הגבול, כמו חיישני גז ננו-נורוד יחיד של ZnO.

4. חומרי חישת גז השתמשו בתחמוצת ננו אינדיום (IN2O3)
תחמוצת אינדיום (IN2O3)הוא חומר חישת גז מוליכים למחצה מוליכים למחצה. בהשוואה ל- SNO2, ZnO, Fe2O3 וכו ', יש לו פער פס רחב, התנגדות קטנה ופעילות קטליטית גבוהה ורגישות גבוהה ל- CO ו- NO2. ננו -חומרים נקבוביים המיוצגים על ידי ננו In2O3 הם אחד מנקודות החמות המחקריות האחרונות. החוקרים סינתזו חומרים Mesoporous in2O3 הזמינו באמצעות שכפול תבנית סיליקה מזופורית. לחומרים המתקבלים יציבות טובה בטווח של 450-650 מעלות צלזיוס, כך שהם מתאימים לחיישני גז עם טמפרטורות הפעלה גבוהות יותר. הם רגישים למתאן ויכולים לשמש לניטור פיצוץ הקשור לריכוז.

5. חומרי חישת גז השתמשו בתחמוצת ננו טונגסטן (WO3)
חלקיקי WO3הוא חומר מוליכים למחצה של מתכת מתכתית שנחקר ונחקר באופן נרחב עבור מאפיין חישת הגז הטוב שלו. ל- Nano WO3 מבנים יציבים כמו טריקליני, מונוקליני ואורתורומבי. החוקרים הכינו חלקיקי ננו של WO3 בשיטת יצוק ננו באמצעות Mesoporous SiO2 כתבנית. נמצא כי לחלקיקי ה- WO3 המונוקליניים WO3 בגודל ממוצע של 5 ננומטר יש ביצועים טובים יותר לחישת גז, ולזוגי החיישנים המתקבלים על ידי תצהיר אלקטרופורטי של חלקיקי חלקיקים WO3 ריכוזים נמוכים של NO2 יש תגובה גבוהה.

ההתפלגות ההומוגנית של ננו-פלוסטרים שלב משושה WO3 סינתזה בשיטה של ​​חילופי יונים-הידרותרמיים. תוצאות בדיקת רגישות הגז מראות כי לחיישן הגז של Nanoclustered WO3 יש טמפרטורת הפעלה נמוכה, רגישות גבוהה לאצטון וטרימתילמין וזמן התאוששות תגובה אידיאלי, וחושף סיכוי יישום טוב לחומר.

6. חומרי חישת גז השתמשו בננו טיטניום דו חמצני (TIO2)
טיטניום דו חמצני (TIO2)לחומרים לחישת גז יש יתרונות של יציבות תרמית טובה ותהליך הכנה פשוט, והפכו בהדרגה לחומר חם נוסף לחוקרים. נכון לעכשיו, המחקר על חיישן גז NANO-TIO2 מתמקד בננו-מבנה ופונקציונליזציה של חומרי חישה TIO2 באמצעות ננו-טכנולוגיה מתעוררת. לדוגמה, החוקרים יצרו סיבי TIO2 חלולים מיקרו-ננו-סולם על ידי טכנולוגיית אלקטרוספינג אלקטרונינג קואקסיאלי. באמצעות טכנולוגיית הלהבה העומדת העומדת מראש, האלקטרודה הצולבת ממוקמת שוב ושוב בלהבה עומדת מראש עם טיטניום טטריסופרופוקסיד כמתאם, ואז גדלה ישירות כדי ליצור ממברנה נקבובית שלו עם ננו -ננו של TiO2, שהיא תגובה רגישה למגוון של TIO2 של TIO2.

7. ננו תחמוצת מרוכבים לחומר לחישת גז
ניתן לשפר את מאפייני חישת הגז של אבקות מתכת ננו אבקות חומרי חישה על ידי סמים, מה שלא רק מתאים את המוליכות החשמלית של החומר, אלא גם משפר את היציבות והסלקטיביות. סמים של יסודות מתכת יקרים היא שיטה נפוצה, ואלמנטים כמו AU ו- AG משמשים לרוב כ- Dopants לשיפור ביצועי חישת הגז של אבקת תחמוצת אבץ ננו. חומרי חישת גז מורכבים של ננו תחמוצת ננו כוללים בעיקר PD מסומם SNO2, γ-FE2O3 מסומם PT, ורב-אלמנט הוסיף חומר חישה של כדור חלול, אשר ניתן לממש על ידי בקרה על תוספים וטמפרטורת חישה כדי לממש את הגילוי האלקטיבי של NH3, H2S ו- CO. סרט WO3, ובכך משפר את הרגישות שלו ל- NO2.

נכון לעכשיו, מרוכבים של גרפן/ננו-מתכת הפכו לנקודה חמה בחומרים חיישני גז. ננו -קומפוזיטים גרפן/SNO2 שימשו באופן נרחב כגילוי אמוניה וחומרי חישה NO2.