主な固体ガスセンサーとして、ナノ金属酸化物半導体ガスセンサーは、工業生産、環境監視、ヘルスケア、その他の分野で、高感度、低い製造コスト、単純な信号測定のために広く使用されています。現在、ナノ金属酸化物センシング材料のガスセンシング特性の改善に関する研究は、主にナノ構造やドーピング修飾などのナノスケール金属酸化物の開発に焦点を当てています。

ナノ金属酸化物半導体センシング材料は、主にSNO2、ZNO、FE2O3、VO2、IN2O3、WO3、TIO2などです。センサーコンポーネントは、依然として最も広く使用されている抵抗ガスセンサーであり、非耐性ガスセンサーもより迅速に開発されています。

現在、主な研究の方向性は、ナノチューブ、ナノロッドアレイ、ナノポーラス膜などの大きな特定の表面積を持つ構造化されたナノ材料を調製することです。ガス吸着能力とガス拡散速度を増加させ、したがって、材料のガスに対する応答の感度と速度を向上させます。金属酸化物の元素ドーピング、またはナノコンポジットシステムの構造により、導入されたドーパントまたは複合コンポーネントは触媒的役割を果たし、ナノ構造を構築するための補助キャリアになり、感覚材料の全体的なガスセンシング性能を改善することもできます。

1。酸化ナノティンを使用したガスセンシング材料（SNO2）

酸化スズ（Sno2）は一種の一般的な敏感なガスに敏感な材料です。エタノール、H2S、COなどのガスに対して良好な感度を持っています。そのガス感度は、粒子サイズと特定の表面積に依存します。 SNO2ナノポーダーのサイズを制御することは、ガス感度を改善するための鍵です。

メソポーラスおよびマクロポーラスナノ酸化物の粉末に基づいて、研究者は、CO酸化のための触媒活性が高い厚いフィルムセンサーを調製しました。さらに、ナノポーラス構造は、大規模なSSA、豊富なガス拡散、物質移動チャネルにより、ガスセンシング材料の設計のホットスポットになりました。

2。酸化ナノ酸化ナノ（Fe2O3）を使用したガスセンシング材料

酸化鉄（Fe2O3）アルファとガンマの2つの結晶形があります。どちらもガスセンシング材料として使用できますが、ガス検知特性には大きな違いがあります。 α-FE2O3は、物理的特性が安定しているコランダム構造に属します。そのガスセンシングメカニズムは表面制御されており、その感度は低いです。 γ-FE2O3はスピネル構造に属し、メタスト可能です。そのガスセンシングメカニズムは主に体抵抗制御です。それは優れた感度を持っていますが、安定性が低く、α-FE2O3に変更し、ガス感度を低下させます。

現在の研究では、合成条件を最適化してFe2O3ナノ粒子の形態を制御し、次にα-Fe2O3ナノビーム、多孔質α-FE2O3ナノロッド、単分散α-Fe2O3ナノ構造、MESOPORTIONα-FE2O3 NANOMATERASなどの適切なガス感受性材料のスクリーニングに焦点を当てています。

3。酸化ナノ亜鉛（ZNO）を使用したガスセンシング材料
酸化亜鉛（ZNO）典型的な表面制御ガス感受性材料です。 ZnOベースのガスセンサーは、動作温度が高く、選択性が低いため、SNO2およびFe2O3ナノポウダーよりもはるかに広く使用されていません。したがって、ZnOナノ材料の新しい構造の調製、動作温度を低下させ、選択性を改善するためのナノZnoのドーピング修正は、ナノZnOガスセンシング材料の研究の焦点です。

現在、単結晶ナノZnoガスセンシング要素の開発は、ZnO単結晶ナノロッドガスセンサーなどのフロンティアの方向の1つです。

4。酸化ナノインディウムを使用したガスセンシング材料（IN2O3）
インジウム酸化物（IN2O3）新たなN型半導体ガスセンシング材料です。 SNO2、ZnO、Fe2O3などと比較して、広い帯域ギャップ、小さな抵抗率と高い触媒活性、COおよびNO2に対する高感度があります。 Nano in2O3に代表される多孔質ナノ材料は、最近の研究ホットスポットの1つです。研究者は、メソポーラスシリカテンプレートの複製により、注文メソポーラスIn2O3材料を合成しました。得られた材料は、450〜650°Cの範囲で良好な安定性を持っているため、動作温度が高いガスセンサーに適しています。それらはメタンに敏感であり、濃度関連の爆発モニタリングに使用できます。

5。ナノタングステン酸化物を使用したガスセンシング材料（WO3）
WO3ナノ粒子は、良好なガスセンシング特性に広く研究および適用されている遷移金属化合物半導体材料です。 Nano WO3には、三胞状、単眼症、斜筋などの安定した構造があります。研究者は、メソポーラスSIO2をテンプレートとして使用して、ナノキャスティング法でWO3ナノ粒子を調製しました。平均サイズ5 nmの単泌げWO3ナノ粒子は、ガスセンシング性能が向上し、WO3ナノ粒子の電気泳動堆積によって得られるセンサーペアは、NO2の低濃度が高い反応を示していることがわかりました。

六角素相WO3ナノクラスターの均一な分布は、イオン交換型水温法によって合成されました。ガス感度テストの結果は、WO3ナノクラスター化ガスセンサーが動作温度が低く、アセトンとトリメチルアミンに対する高感度、理想的な応答回復時間を持ち、材料の適切なアプリケーションの見通しを明らかにすることを示しています。

6.使用されたガスセンシング材料ナノ二酸化チタン（TIO2）
二酸化チタン（TIO2）ガスセンシング材料には、優れた熱安定性と単純な準備プロセスの利点があり、研究者にとって徐々に別のホット材料になりました。現在、Nano-Tio2ガスセンサーに関する研究は、新しいナノテクノロジーを使用してTio2センシング材料のナノ構造と機能化に焦点を当てています。たとえば、研究者は、同軸エレクトロスピニング技術によってマイクロナノスケールの中空TIO2繊維を作成しました。事前に停滞した炎症技術を使用して、交差電極は、前駆体としてチタン四酸化物を使用して、前駆的な停滞した炎に繰り返し配置され、直接挽き、TiO2ナノ粒子と彼の多孔質膜を形成します。

7。ガスセンシング材料のためのナノ酸化物複合材料
ナノ金属酸化物粉末のガスセンシング特性は、ドーピングによって改善することができます。これは、材料の電気伝導率を調整するだけでなく、安定性と選択性も改善します。貴金属元素のドーピングは一般的な方法であり、AuやAGなどの要素は、ナノ酸化物粉末のガス検知性能を改善するためにドーパントとしてよく使用されます。ナノ酸化物複合ガスセンシング材料には、主にPDドープSNO2、PTドープγ-FE2O3、およびIN2O3中空球センシング材料を追加したマルチエレメントが含まれています。これは、添加物を制御し、NH3、H2Sの選択的検出を実現するために温度を制御することで実現できます。 WO3フィルム、それによりNO2に対する感度が向上します。

現在、グラフェン/ナノ金属酸化物複合材料は、ガスセンサー材料のホットスポットになっています。グラフェン/SNO2ナノコンポジットは、アンモニア検出およびNO2検知材料として広く使用されています。