Kaip pagrindiniai kietojo kūno dujų jutikliai, nano metalo oksido puslaidininkių dujų jutikliai yra plačiai naudojami pramoninėje gamyboje, aplinkos stebėjimo, sveikatos priežiūros ir kitose srityse, siekiant didelio jautrumo, mažų gamybos sąnaudų ir paprasto signalo matavimo. Šiuo metu nano metalo oksido jutiklių medžiagų dujų jutimo savybių gerinimo tyrimai daugiausia dėmesio skiria nanoskalės metalo oksidų, tokių kaip nanostruktūra ir dopingo modifikacija, vystymuisi.

Nano metalo oksido puslaidininkių jutimo medžiagos daugiausia yra SNO2, ZNO, FE2O3, VO2, IN2O3, WO3, TiO2 ir kt. Jutiklio komponentai vis dar yra plačiausiai naudojami atsparumo dujų jutikliai, neatsiejami dujų jutikliai.

Šiuo metu pagrindinė tyrimų kryptis yra paruošti struktūrizuotas nanomedžiagas, turinčias didelį specifinį paviršiaus plotą, tokius kaip nanovamzdeliai, nanodalės matricos, nanoporinės membranos ir kt., Kad padidintų dujų adsorbcijos pajėgumą ir dujų difuzijos greitį, taip pagerintų jautrumą ir reagavimo į medžiagas greitį. Elementinis metalo oksido dopavimas arba nanokompozito sistemos konstrukcija, įvestas dopantinis ar kompozicinis komponentas gali atlikti katalizinį vaidmenį, taip pat gali tapti pagalbiniu nešikliu nanostruktūrai statyti, taip pagerindamas bendrą jutiklių jutiklių atlikimą.

1. Dujų jutimo medžiagos naudojamos nano alavo oksido (SNO2)

Alavo oksidas (SNO2) yra savotiška bendrą jautrią dujas jautrią medžiagą. Jis turi gerą jautrumą dujoms, tokioms kaip etanolis, H2S ir CO. Jo jautrumas dujoms priklauso nuo dalelių dydžio ir specifinio paviršiaus ploto. SNO2 nanopowder dydžio kontrolė yra raktas į jautrumo dujų jautrumą.

Remdamiesi mezoporiniais ir makroporiniais nano alavo oksido milteliais, tyrėjai paruošė storo filmo jutiklius, turinčius didesnį katalizinį aktyvumą CO oksidacijai, o tai reiškia didesnį dujų jutimo aktyvumą. Be to, nanoporinė struktūra tapo karšta vieta kuriant dujų jutiklių medžiagas dėl didelės SSA, turtingos dujų difuzijos ir masės perdavimo kanalų.

2. Dujų jutimo medžiagos naudojamos nano geležies oksidas (Fe2O3)

Geležies oksidas (Fe2O3)turi dvi kristalų formas: alfa ir gama, kurios abi gali būti naudojamos kaip dujų jutimo medžiagos, tačiau jų dujų jutiklių savybės turi didelius skirtumus. α-FE2O3 priklauso korundo struktūrai, kurios fizinės savybės yra stabilios. Jo dujų jutimo mechanizmas yra kontroliuojamas paviršiaus, o jo jautrumas yra mažas. γ-FE2O3 priklauso spinelio struktūrai ir yra metastabili. Jo dujų jutimo mechanizmas daugiausia yra kūno pasipriešinimo kontrolė. Jis turi gerą jautrumą, tačiau yra blogas stabilumas, todėl jį lengva pakeisti α-Fe2O3 ir sumažina jautrumą dujoms.

Dabartiniuose tyrimuose pagrindinis dėmesys skiriamas sintezės sąlygų optimizavimui, siekiant kontroliuoti Fe2O3 nanodalelių morfologiją, o po to tikrinamas tinkamas dujas jautrias medžiagas, tokias kaip α-Fe2O3 nanobai, porėtos α-Fe2O3 nanorodai, monodispersiniai α-Fe2O3 nanostrutūros, mesoorodai α-Fe2o3 Nanomaterrials, etan ir ir ir. It ir ir α-Fe2O3, ir kartu α-Fe2O3 nanostrutūros, mesoorodai α-Fe2O3 ir ir ir.

3. Dujų jutimo medžiagos naudojamos nano cinko oksido (ZNO)
Cinko oksidas (ZNO)yra tipiška paviršiaus kontroliuojama dujomis jautri medžiaga. ZnO pagrindu pagamintas dujų jutiklis turi aukštą darbinę temperatūrą ir prastą selektyvumą, todėl jis yra daug mažiau naudojamas nei SNO2 ir FE2O3 nanopowders. Todėl naujos ZnO nanomedžiagų struktūros paruošimas, nano-ZnO dopingo modifikavimas siekiant sumažinti veiklos temperatūrą ir pagerinti selektyvumą yra nano ZnO dujų jutiklių medžiagų tyrimai.

Šiuo metu vieno kristalo nano-ZnO dujų jutiklio elemento kūrimas yra viena iš pasienio krypčių, tokių kaip ZnO vieno kristalo nanorod dujų jutikliai.

4. Dujų jutiklių medžiagos buvo naudojamos nano indio oksido (IN2O3)
Indio oksidas (IN2O3)yra kylanti N tipo puslaidininkių dujų jutimo medžiaga. Palyginti su SNO2, ZnO, Fe2O3 ir kt., Jis turi plačią juostos tarpą, mažą varžą ir didelį katalizinį aktyvumą bei didelį jautrumą CO ir NO2. Portos nanomedžiagos, kurias atstovauja „Nano IN2O3“, yra viena iš pastarojo meto tyrimų taškų. Tyrėjai susintetinti užsakė mezoporines IN2O3 medžiagas, naudodamiesi mezoporiniu silicio dioksido šablono replikacija. Gautos medžiagos turi gerą stabilumą 450–650 ° C diapazone, todėl jos yra tinkamos dujų jutikliams, kurių veikimo temperatūra yra aukštesnė. Jie yra jautrūs metanui ir gali būti naudojami su koncentracija susijusi sprogimo stebėjimui.

5. Dujų jutimo medžiagos naudojamos nano volframo oksido (WO3)
WO3 nanodalelėsyra pereinamojo metalo jungtinė puslaidininkinė medžiaga, kuri buvo plačiai ištirta ir taikoma dėl geros dujų jutiklinės savybės. „Nano WO3“ turi stabilias struktūras, tokias kaip triklininė, monoklininė ir ortorombinė. Tyrėjai paruošė WO3 nanodaleles nano-kaupimo metodu, naudodamiesi mezoporiniu SiO2 kaip šabloną. Nustatyta, kad monoklininės WO3 nanodalelės, kurių vidutinis dydis yra 5 nm, turi geresnį dujų jutimo efektyvumą, o jutiklių poros, gautos elektroforetiškai nusėdus WO3 nanodalelėms, mažos NO2 koncentracijos, turi didelę atsaką.

Homogeninis šešiakampės fazės WO3 nanoklusterių pasiskirstymas buvo susintetintas jonų mainų ir hidroterminiu metodu. Jautrumo dujų bandymo rezultatai rodo, kad WO3 nanoklasterinių dujų jutiklis turi žemą veikimo temperatūrą, aukštą jautrumą acetono ir trimetilamino bei idealaus atsako atkūrimo laikui, atskleidžiant gerą medžiagos taikymo perspektyvą.

6. Dujų jutimo medžiagos naudojamos nano titano dioksido (TiO2)
Titano dioksidas (TiO2)Dujų jutimo medžiagos turi gerą šiluminio stabilumo ir paprasto paruošimo proceso pranašumus ir palaipsniui tapo dar viena karšta medžiaga tyrėjams. Šiuo metu „Nano-TiO2“ dujų jutiklio tyrimai sutelkia dėmesį į Nanostruktūrą ir funkcionalizavimą TiO2 jutimo medžiagas, naudojant kylančią nanotechnologiją. Pavyzdžiui, tyrėjai pagamino mikro-nano mastelio tuščiavidurius TiO2 pluoštus, naudodamiesi koaksialine elektropropinavimo technologija. Naudojant iš anksto sumaišytą sustingusios liepsnos technologiją, kryžminis elektrodas pakartotinai dedamas į iš anksto sumaišytą sustingusią liepsną su titano tetraisopropoksidu kaip pirmtaką, o po to tiesiogiai išaugęs, kad suformuotų porėtą membraną su TiO2 nanodalelėmis, o tai yra jautrus atsakas į CO.

7. Nano oksido kompozitai dujų jutimo medžiagai
Nano metalo oksidų miltelių jutimo medžiagų dujų jutiklių savybes galima pagerinti dopingo metu, o tai ne tik sureguliuoja medžiagos elektrinį laidumą, bet ir pagerina stabilumą bei selektyvumą. Tauriųjų metalinių elementų dopingas yra dažnas metodas, o tokie elementai kaip AU ir Ag dažnai naudojami kaip dopantai, siekiant pagerinti nano cinko oksido miltelių dujų jutiklio efektyvumą. Nano oksido kompozicinės dujų jutiklinės medžiagos daugiausia apima PD doped SNO2, PT-Doped γ-FE2O3 ir daugialypius elementus, pridedamus IN2O3 tuščiavidurių rutulių jutimo medžiagą, kurią galima realizuoti kontroliuojant priedų ir jutiklių temperatūrą, kad būtų galima nustatyti pasirenkamąjį NH3, H2 ir CO aptikimą, kad būtų galima nustatyti NH3, H2 ir Co. WO3 filmas, taip pagerindamas jo jautrumą NO2.

Šiuo metu grafeno/nano-metalo oksido kompozitai tapo dujų jutiklių medžiagų tašku. Grafenas/SNO2 nanokompozitai buvo plačiai naudojami kaip amoniako aptikimas ir NO2 jutimo medžiagos.