주요 솔리드 스테이트 가스 센서로서, 나노 금속 산화물 반도체 가스 센서는 높은 감도, 낮은 제조 비용 및 간단한 신호 측정을 위해 산업 생산, 환경 모니터링, 건강 관리 및 기타 분야에 널리 사용됩니다. 현재, 나노 금속 산화물 감지 물질의 가스 감지 특성 개선에 대한 연구는 주로 나노 구조 및 도핑 변형과 같은 나노 스케일 금속 산화물의 발달에 중점을 둡니다.

나노 금속 산화물 반도체 감지 물질은 주로 SNO2, ZnO, FE2O3, VO2, IN2O3, WO3, TIO2 등입니다. 센서 구성 요소는 여전히 가장 널리 사용되는 저항성 가스 센서이며 비 저항성 가스 센서도 더 빠르게 개발되고 있습니다.

현재, 주요 연구 방향은 나노 튜브, 나노로드 어레이, 나노 다공성 막 등과 같은 넓은 특이 적 표면적을 갖는 구조화 된 나노 물질을 준비하는 것이다. 금속 산화물의 원소 도핑 또는 나노 복합체 시스템의 구성, 도입 된 도펀트 또는 복합 성분은 촉매 역할을 수행 할 수 있으며, 또한 나노 구조를 구축하기위한 보조 담당자가되어 감지 물질의 전체 가스 감지 성능을 향상시킬 수있다.

1. 가스 감지 물질 사용 나노 주석 산화물 (SNO2)

주석 산화물 (sno2)는 일종의 일반적인 민감한 가스 민감한 물질입니다. 에탄올, H2S 및 CO와 같은 가스에 대한 민감도가 우수합니다. 가스 감도는 입자 크기 및 비 표면적에 따라 다릅니다. SNO2 나노 파더의 크기를 제어하는 ​​것이 가스 감도를 향상시키는 열쇠입니다.

메조 포러스 및 거대 다공성 나노 틴 산화물 분말에 기초하여, 연구자들은 CO 산화에 대한 촉매 활성이 높은 두꺼운 필름 센서를 준비했으며, 이는 가스 감지 활성이 높아졌다. 또한, 나노 다공성 구조는 큰 SSA, 풍부한 가스 확산 및 질량 전달 채널로 인해 가스 감지 물질 설계의 핫스팟이되었습니다.

2. 가스 감지 물질 사용 나노 산화철 (FE2O3)

산화철 (Fe2O3)알파와 감마의 두 가지 결정 형태가 있으며, 둘 다 가스 감지 물질로 사용될 수 있지만 가스 감지 특성은 큰 차이가 있습니다. α-fe2O3은 물리적 특성이 안정된 corundum 구조에 속합니다. 가스 감지 메커니즘은 표면 제어이며 감도는 낮습니다. γ-FE2O3은 스피넬 구조에 속하며 준 안정성입니다. 가스 감지 메커니즘은 주로 신체 저항 제어입니다. 감도가 좋지만 안정성이 좋지 않으며 α-FE2O3로 변경하고 가스 감도를 줄이기 쉽습니다.

현재의 연구는 Fe2O3 나노 입자의 형태를 제어하기위한 합성 조건을 최적화 한 다음, α-FE2O3 나노 빔, 다공성 α-FE2O3 나노로드, 단 모노 디스 퍼스 α-FE2O3 나노 구조, 메소 소포 등과 같은 적합한 가스 민감성 물질에 대한 스크리닝에 중점을 둡니다.

3. 가스 감지 물질 사용 나노 아연 산화물 (ZnO)
산화 아연 (ZnO)전형적인 표면 제어 가스 민감성 재료입니다. ZNO 기반 가스 센서는 작동 온도가 높고 선택성이 좋지 않으므로 SNO2 및 FE2O3 나노 파더보다 훨씬 덜 널리 사용됩니다. 따라서, 작동 온도를 줄이고 선택성을 향상시키기 위해 ZnO 나노 물질의 새로운 구조의 제조, 나노-ZnO의 도핑 변형은 나노 ZnO 가스 감지 물질에 대한 연구의 초점이다.

현재, 단결정 나노 즈노 가스 감지 요소의 개발은 ZnO 단일 결정 나노로드 가스 센서와 같은 프론티어 방향 중 하나입니다.

4. 가스 감지 물질을 사용한 나노 인듐 산화물 (IN2O3)
산화 인듐 (IN2O3)신흥 N 형 반도체 가스 감지 물질입니다. SNO2, ZnO, Fe2O3 등과 비교하여, 넓은 밴드 갭, 작은 저항 및 높은 촉매 활성, CO 및 NO2에 대한 높은 감도를 갖는다. 나노 IN2O3로 대표되는 다공성 나노 물질은 최근 연구 핫스팟 중 하나입니다. 연구자들은 메조 포러스 실리카 주형 복제를 통해 주문 메조 포러스 IN2O3 물질을 합성했습니다. 얻어진 재료는 450-650 ° C 범위에서 우수한 안정성을 가지므로 작동 온도가 높은 가스 센서에 적합합니다. 그것들은 메탄에 민감하며 농도 관련 폭발 모니터링에 사용될 수 있습니다.

5. 가스 감지 물질 사용 나노 텅스텐 산화물 (WO3)
WO3 나노 입자우수한 가스 감지 특성을 위해 널리 연구되고 적용된 전이 금속 화합물 반도체 재료입니다. 나노 WO3는 트리 클리닉, 모노 클리닉 및 오르 코트 정계와 같은 안정적인 구조를 가지고 있습니다. 연구자들은 메조 포러스 siO2를 주형으로 사용하여 나노-캐스팅 방법에 의해 WO3 나노 입자를 준비했다. 평균 크기 5 nm 인 단일 클린 성 WO3 나노 입자는 가스 감지 성능이 우수하고, WO3 나노 입자 저농도의 NO2의 전기 영동 증착에 의해 수득 된 센서 쌍은 높은 반응을 갖는 것으로 밝혀졌다.

육각상 위상 WO3 나노 클러스터의 균질 분포는 이온 교환-하이드로 제법에 의해 합성되었다. 가스 민감도 테스트 결과는 WO3 나노 클러스터 가스 센서가 작동 온도가 낮고 아세톤 및 트리메틸 아민에 대한 감도가 높고 이상적인 응답 회복 시간을 가지므로 재료에 대한 좋은 응용 전망을 나타냅니다.

6. 가스 감지 물질 사용 된 나노 티타늄 이산화물 (TIO2)
이산화 티타늄 (TIO2)가스 감지 물질은 우수한 열 안정성과 간단한 준비 과정의 장점을 가지고 있으며, 점차 연구원들에게 또 다른 뜨거운 재료가되었습니다. 현재, Nano-TIO2 가스 센서에 대한 연구는 새로운 나노 기술을 사용하여 TIO2 감지 물질의 나노 구조 및 기능화에 중점을 둡니다. 예를 들어, 연구원들은 동축 전기 방사 기술에 의해 마이크로 나노 스케일 중공 TIO2 섬유를 만들었습니다. 사전 혼합 된 정체 불꽃 기술을 사용하여, 크로스 전극은 전구체로 티타늄으로 티타늄으로 사전 혼합 된 정체 불꽃에 반복적으로 배치 된 다음 직접 성장하여 TIO2 나노 입자와 함께 다공성 막을 형성하여 CO에 민감하게 반응합니다. 동시에 정렬 된 TIO2 나노 튜브에 의해 성장합니다.

7. 가스 감지 물질을위한 나노 산화물 복합재
나노 금속 산화물 분말의 가스 감지 특성은 물질의 전기 전도도를 조정할뿐만 아니라 안정성과 선택성을 향상시킨다. 귀금속 요소의 도핑은 일반적인 방법이며, Au 및 Ag와 같은 원소는 종종 나노 아연 산화물 분말의 가스 감지 성능을 개선하기 위해 도펀트로 사용됩니다. 나노 산화물 복합 가스 감지 물질은 주로 PD 도핑 된 SNO2, PT- 도핑 된 γ-FE2O3 및 다중 요소가 첨가 된 IN2O3 중공 구강 감지 물질을 포함하며, 이는 첨가제 및 감지 온도를 제어하여 실현 될 수 있으며, NH3, H2S 및 CO의 선택적 검출을 실현하여 WO3 나노 필름을 개선하여 WO3 나노 필름을 개선시킨다. 필름, 이에 따라 NO2에 대한 민감도를 향상시킨다.

현재, 그래 핀/나노-금속 산화물 복합재는 가스 센서 재료의 핫스팟이되었습니다. 그래 핀/SNO2 나노 복합물은 암모니아 검출 및 NO2 감지 물질로 널리 사용되어왔다.