Негизги катуу газ датчиктери катары, нанометалл оксиди жарым өткөргүчтүү газ сенсорлору өнөр жай өндүрүшүндө, айлана-чөйрөнү көзөмөлдөөдө, саламаттыкты сактоодо жана башка тармактарда алардын жогорку сезгичтиги, өндүрүштүк наркынын төмөндүгү жана сигналды жөнөкөй өлчөө үчүн кеңири колдонулат.Азыркы учурда, нанометаллдардын оксиддерин сезүүчү материалдардын газды сезүү касиеттерин жакшыртуу боюнча изилдөөлөр негизинен наноструктура жана допингдик модификация сыяктуу нано масштабдуу металл оксиддерин өнүктүрүүгө багытталган.

Nano металл оксиди жарым өткөргүч сезгич материалдар негизинен SnO2, ZnO, Fe2O3, VO2, In2O3, WO3, TiO2, ж.б. сенсор компоненттери дагы эле көп колдонулган каршылык газ сенсорлор, эмес каршылыксыз газдар сенсорлор да тезирээк иштелип жатат.

Азыркы учурда, негизги изилдөө багыты газ адсорбция жөндөмдүүлүгүн жана газдын диффузия ылдамдыгын жогорулатуу үчүн, мисалы, нанотүтүкчөлөр, nanorod массивдери, nanoporous мембраналар, ж.б. сыяктуу чоң өзгөчө бети менен структураланган наноматериалдарды даярдоо болуп саналат, жана ошентип, сезгичтигин жана жооп ылдамдыгын жакшыртуу. материалдарды газга.Металл кычкылынын элементардык допинги, же нанокомпозиттик системанын курулушу, киргизилген кошумча же композиттик компоненттер каталитикалык ролду ойной алат, ошондой эле наноструктураны куруу үчүн көмөкчү ташуучу болуп калышы мүмкүн, ошону менен сезгичтин жалпы газды сезүү көрсөткүчтөрүн жакшыртат. материалдар.

1. Нано калай оксиди (SnO2) колдонулган газды сезүүчү материалдар

Калай оксиди (SnO2) жалпы сезгич газ сезгич материалдын бир түрү болуп саналат.Бул этанол, H2S жана CO сыяктуу газдарга жакшы сезгичтиги бар. Анын газ сезгичтиги бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө жана спецификалык беттик аянтына жараша болот.SnO2 нанопорошоктун өлчөмүн көзөмөлдөө газдын сезгичтигин жогорулатуунун ачкычы болуп саналат.

Mesoporous жана macroporous нано калай кычкыл порошок негизинде, изилдөөчүлөр жогорку газ сезүү иш дегенди билдирет CO кычкылдануу үчүн жогорку каталитикалык активдүүлүккө ээ коюу-пленка сенсорлор даярдалган.Мындан тышкары, nanoporous структура анын чоң SSA, бай газ диффузия жана масса өткөрүү каналдарынан улам газды сезүүчү материалдарды долбоорлоодо ысык чекит болуп калды.

2. Нано темир оксиди (Fe2O3) колдонулган газды сезүүчү материалдар

Темир оксиди (Fe2O3)эки кристалл формасы бар: альфа жана гамма, экөө тең газды сезүүчү материалдар катары колдонулушу мүмкүн, бирок алардын газ сезүүчү касиеттери чоң айырмачылыктарга ээ.α-Fe2O3 физикалык касиеттери туруктуу корунд структурасына кирет.Анын газды сезүү механизми үстүртөн башкарылат жана анын сезгичтиги төмөн.γ-Fe2O3 шпинелдик түзүлүшкө кирет жана метастабилдүү.Анын газ сезгич механизми негизинен дененин каршылыгын контролдоо болуп саналат. Бул жакшы сезгичтиги бар, бирок туруктуулугу начар жана α-Fe2O3 ге өзгөртүү жана газдын сезгичтигин азайтуу оңой.

Учурдагы изилдөөлөр Fe2O3 нанобөлүкчөлөрүнүн морфологиясын көзөмөлдөө үчүн синтез шарттарын оптималдаштырууга багытталган, андан кийин α-Fe2O3 нано нурлары, тешиктүү α-Fe2O3 нанородуктары, монодисперстүү α-Fe2O3 нанотүзүмдөрү, α-Fe3e сыяктуу газга сезгич материалдарды скринингге бурат. наноматериалдар жана башкалар.

3. Наноцинк оксиди (ZnO) колдонулган газды сезүүчү материалдар
Цинк оксиди (ZnO)типтүү жер үстүндөгү башкарылуучу газга сезгич материал болуп саналат.ZnO негизиндеги газ сенсору жогорку иштөө температурасына жана начар тандоого ээ, бул SnO2 жана Fe2O3 нанопорошокторуна караганда алда канча азыраак колдонулат.Ошондуктан, ZnO наноматериалдарынын жаңы структурасын даярдоо, иштөө температурасын төмөндөтүү жана селективдүүлүктү жакшыртуу үчүн нано-ZnO допингдик модификациясы нано ZnO ​​газды сезүүчү материалдар боюнча изилдөөлөрдүн чордону болуп саналат.

Азыркы учурда, бир кристалл нано-ZnO газ сезүүчү элементти иштеп чыгуу, мисалы, ZnO монокристалл nanorod газ сенсорлор сыяктуу чек ара багыттарынын бири болуп саналат.

4. Нано индий оксиди (In2O3) колдонулган газды сезүүчү материалдар
Индий оксиди (In2O3)пайда болгон n-типтеги жарым өткөргүчтүү газды сезүүчү материал.SnO2, ZnO, Fe2O3 ж.б. менен салыштырганда, ал кең тилкеге ​​ээ, кичинекей каршылык жана жогорку каталитикалык активдүүлүк, CO жана NO2ге жогорку сезгичтикке ээ.Нано In2O3 менен көрсөтүлгөн тешиктүү наноматериалдар акыркы изилдөөлөрдүн очокторунун бири болуп саналат.Окумуштуулар мезопороздуу кремнезем шаблонунун репликациясынын жардамы менен иреттелген мезопороз In2O3 материалдарын синтездешти.Алынган материалдар 450-650 °C диапазондо жакшы туруктуулукка ээ, ошондуктан алар иш температурасы жогору болгон газ датчиктерине ылайыктуу.Алар метанга сезгич жана концентрацияга байланыштуу жарылуу мониторинги үчүн колдонулушу мүмкүн.

5. Нано вольфрам оксиди (WO3) колдонулган газды сезүүчү материалдар
WO3 нанобөлүкчөлөрүөткөөл металл кошулма жарым өткөргүч материал болуп саналат, ал көп изилденген жана жакшы газ сезүү касиети үчүн колдонулат.Nano WO3 triclinic, monoclinic жана orthorhombic сыяктуу туруктуу структураларга ээ.Изилдөөчүлөр WO3 нанобөлүкчөлөрүн шаблон катары mesoporous SiO2 колдонуу менен нано-куюу ыкмасы менен даярдашкан.Орточо өлчөмү 5 нм болгон моноклиникалык WO3 нанобөлүкчөлөрүнүн газды сезүү көрсөткүчтөрү жакшыраак экени, ал эми WO3 нанобөлүкчөлөрүнүн электрофоретикалык чөктүрүлүшү аркылуу алынган сенсор жуптары NO2 аз концентрациясында жогорку реакцияга ээ экени аныкталган.

Гексагоналдык фазалык WO3 нанокластерлеринин бир тектүү бөлүштүрүлүшү ион алмашуу-гидротермикалык ыкма менен синтезделген.Газ сезгичтигин тестирлөөнүн жыйынтыгы көрсөткөндөй, WO3 нанокластердик газ сенсору төмөн иштөө температурасына, ацетон жана триметиламинге жогорку сезгичтикке жана идеалдуу жооп кайтаруу убактысына ээ, бул материалдын жакшы колдонуу келечегин ачып берет.

6. Нано титан диоксиди (TiO2) колдонулган газды сезүүчү материалдар
Титандын диоксиди (TiO2)газ сезүүчү материалдар жакшы жылуулук туруктуулугун жана жөнөкөй даярдоо жараянынын артыкчылыктары бар, акырындык менен изилдөөчүлөр үчүн дагы бир ысык материал болуп калды.Учурда нано-TiO2 газ сенсору боюнча изилдөөлөр жаңы нанотехнологияны колдонуу менен TiO2 сезүүчү материалдардын наноструктурасына жана функционализациясына багытталган.Мисалы, изилдөөчүлөр коаксиалдык электроспиннинг технологиясы менен микро-нано масштабдуу көңдөй TiO2 жипчелерин жасашкан.Алдын ала аралашкан токтоп турган жалын технологиясын колдонуп, кайчылаш электрод прекурсор катары титан тетраизопроксиди менен алдын ала аралашкан токтоп турган жалынга бир нече жолу жайгаштырылат, андан кийин түздөн-түз өстүрүлөт, андан кийин TiO2 нанобөлүкчөлөрү менен тешиктүү кабыкча түзүлөт, бул CO үчүн сезгич жооп болуп саналат. нанотүтүк массивдерин аноддоштуруу жолу менен түзөт жана аны SO2 аныктоого колдонот.

7. Газды сезүүчү материал үчүн нанооксид композиттери
Нанометалл оксиддери порошок сезүүчү материалдардын газ сезүүчү касиеттери допинг аркылуу жакшыртылышы мүмкүн, бул материалдын электр өткөрүмдүүлүгүн жөндөп гана койбостон, туруктуулукту жана селективдүүлүктү да жакшыртат.Баалуу металл элементтерин допинг жалпы ыкмасы болуп саналат, жана мисалы, Au жана Ag сыяктуу элементтер көбүнчө наноцинк кычкылы порошок газ сезүү ишин жакшыртуу үчүн кошумча катары колдонулат.Нанооксиддик композициялык газды сезүүчү материалдарга негизинен Pd кошулган SnO2, Pt-кошулган γ-Fe2O3 жана көп элементтүү In2O3 көңдөй сфералык сезгич материал кирет, аларды NH3, H2S жана CO тандалма аныктоону ишке ашыруу үчүн кошумчаларды көзөмөлдөө жана сезүү температурасы аркылуу ишке ашырууга болот. Мындан тышкары, WO3 нано пленкасы V2O5 катмары менен өзгөртүлүп, WO3 пленкасынын тешиктүү беттик түзүлүшүн жакшыртуу, ошону менен анын NO2ге сезгичтигин жогорулатуу.

Азыркы учурда, графен / нано-металл оксидинин композиттери газ сенсордук материалдарында ысык чекит болуп калды.Графен/SnO2 нанокомпозиттери аммиакты аныктоочу жана NO2 сезүүчү материалдар катары кеңири колдонулат.