Како главни сензори за гас во цврста состојба, сензорите за гас со полупроводнички нано метал оксид се широко користени во индустриското производство, мониторингот на животната средина, здравствената заштита и други полиња поради нивната висока чувствителност, ниските трошоци за производство и едноставното мерење на сигналот.Во моментов, истражувањата за подобрување на особините на сензори за гас на материјалите за чувствителност на нано метал оксид главно се фокусираат на развојот на метални оксиди во нано размери, како што се наноструктурата и модификацијата на допинг.

Материјалите за чувствителност на нано метал оксид полупроводнички се главно SnO2, ZnO, Fe2O3, VO2, In2O3, WO3, TiO2, итн. Компонентите на сензорот сè уште се најкористени сензори за отпорен гас, а сензорите за неотпорни гасови исто така се развиваат побрзо.

Во моментов, главната насока на истражување е да се подготват структурирани наноматеријали со голема специфична површина, како што се наноцевки, нано-прачки низи, нанопорозни мембрани итн. за да се зголеми капацитетот на адсорпција на гасот и стапката на дифузија на гасот, а со тоа да се подобри чувствителноста и брзината на одговор. на гас на материјалите.Елементарното допирање на металниот оксид или конструкцијата на нанокомпозитниот систем, воведените допантни или композитни компоненти може да играат каталитичка улога, а исто така може да станат помошен носач за изградба на наноструктурата, а со тоа да се подобрат севкупните перформанси за сензори за гас на сензорот. материјали.

1. Користени материјали за сензори за гас Нано калај оксид (SnO2)

Калај оксид (SnO2) е еден вид општо осетлив материјал осетлив на гас.Има добра чувствителност на гасови како што се етанол, H2S и CO. Неговата чувствителност на гас зависи од големината на честичките и специфичната површина.Контролирањето на големината на наноправот SnO2 е клучот за подобрување на чувствителноста на гасот.

Врз основа на мезопорозни и макропорозни прашоци од нано калај оксид, истражувачите подготвија сензори со дебел филм кои имаат поголема каталитичка активност за оксидација на CO, што значи поголема активност на сензори за гас.Дополнително, нанопорозната структура стана жешка точка во дизајнот на материјалите за сензори за гас поради големите SSA, богатата дифузија на гас и каналите за пренос на маса.

2. Користени материјали за чувствителност на гас Нано Железен оксид (Fe2O3)

Железен оксид (Fe2O3)има две кристални форми: алфа и гама, од кои и двете може да се користат како материјали за сензори за гас, но својствата на сензори за гас кај нив имаат големи разлики.α-Fe2O3 припаѓа на структурата на корунд, чии физички својства се стабилни.Неговиот механизам за сензори за гас е контролиран од површината, а неговата чувствителност е мала.γ-Fe2O3 припаѓа на структурата на спинелот и е метастабилен.Неговиот механизам за чувствителност на гас е главно контрола на отпорот на телото. Има добра чувствителност, но слаба стабилност и лесно се менува во α-Fe2O3 и ја намалува чувствителноста на гасот.

Тековното истражување се фокусира на оптимизирање на условите за синтеза за контрола на морфологијата на наночестичките Fe2O3, а потоа и скрининг за соодветни материјали чувствителни на гас, како што се α-Fe2O3 нанозраци, порозни α-Fe2O3 нанопрачки, монодисперзни α-Fe2O3 наноструктури, мезопори α-Fe наноматеријали итн.

3. Користени материјали за чувствителност на гас Нано цинк оксид (ZnO)
Цинк оксид (ZnO)е типичен површински контролиран материјал чувствителен на гас.Сензорот за гас базиран на ZnO има висока работна температура и слаба селективност, што го прави многу помалку широко користен од наноправите SnO2 и Fe2O3.Затоа, подготовката на новата структура на наноматеријалите ZnO, модификацијата на допинг на нано-ZnO за да се намали работната температура и да се подобри селективноста е во фокусот на истражувањето на материјалите за чувствителност на нано ZnO ​​гас.

Во моментов, развојот на еден кристален нано-ZnO сензорен елемент за гас е една од граничните насоки, како што се сензорите за гас со единечни кристали нано-прачка ZnO.

4. Користени материјали за чувствителност на гас Нано индиум оксид (In2O3)
Индиум оксид (In2O3)е n-тип на полупроводнички сензорен материјал за гас што се појавува.Во споредба со SnO2, ZnO, Fe2O3, итн., има широк опсег, мала отпорност и висока каталитичка активност и висока чувствителност на CO и NO2.Порозните наноматеријали претставени со нано In2O3 се едно од последните истражувачки жаришта.Истражувачите синтетизираа нарачани мезопорозни In2O3 материјали со помош на репликација на мезопорозна силика шаблони.Добиените материјали имаат добра стабилност во опсег од 450-650 °C, па затоа се погодни за сензори за гас со повисоки работни температури.Тие се чувствителни на метан и може да се користат за следење на експлозии поврзани со концентрација.

5. Користени материјали за сензори за гас Нано волфрам оксид (WO3)
WO3 наночестичкие полупроводнички материјал од преодни метални соединенија кој е широко проучен и применет поради неговата добра особина за чувствителност на гас.Нано WO3 има стабилни структури како што се триклинички, моноклинични и орторомбични.Истражувачите подготвија наночестички WO3 со метод на нано-лиење користејќи мезопоричен SiO2 како шаблон.Утврдено е дека моноклиничките наночестички WO3 со просечна големина од 5 nm имаат подобри перформанси за сензори за гас, а паровите сензори добиени со електрофоретско таложење на наночестички WO3 Ниските концентрации на NO2 имаат висок одговор.

Хомогената дистрибуција на нанокластерите WO3 од хексагонална фаза беше синтетизирана со јонска размена-хидротермална метода.Резултатите од тестот за чувствителност на гас покажуваат дека сензорот за гас со нано групирани WO3 има ниска работна температура, висока чувствителност на ацетон и триметиламин и идеално време за обновување на одговорот, што открива добра можност за примена на материјалот.

6. Користени материјали за чувствителност на гас Нано титаниум диоксид (TiO2)
Титаниум диоксид (TiO2)Материјалите за сензори за гас ги имаат предностите на добрата топлинска стабилност и едноставниот процес на подготовка и постепено станаа уште еден жежок материјал за истражувачите.Во моментов, истражувањето на сензорот за гас нано-TiO2 се фокусира на наноструктурата и функционализацијата на материјалите за чувствителност на TiO2 со користење на нанотехнологијата што се појавува.На пример, истражувачите направиле шупливи TiO2 влакна во микронано размери со технологија на коаксијално електровртење.Користејќи ја технологијата на претходно измешан застоен пламен, вкрстената електрода постојано се става во претходно измешан застоен пламен со титаниум тетраизопрооксид како претходник, а потоа директно се одгледува за да формира порозна мембрана со наночестички TiO2, која е чувствителна реакција на CO. Истовремено расте нарачаниот TiO2 низа на наноцевки со анодизација и ја применува за детекција на SO2.

7. Нано-оксидни композити за материјал за чувствителност на гас
Карактеристиките на чувствителноста на гасот на материјалите за чувствителност на нано металните оксиди во прав може да се подобрат со допинг, што не само што ја прилагодува електричната спроводливост на материјалот, туку и ја подобрува стабилноста и селективноста.Допингот на елементите од благородни метали е вообичаен метод, а елементите како Au и Ag често се користат како допанти за да се подобрат перформансите на сензори за гас на нано цинк оксид во прав.Нано-оксидните композитни материјали за чувствителност на гас главно вклучуваат Pd допиран SnO2, Pt-допиран γ-Fe2O3 и додаден повеќе елементи In2O3 материјал за сензори за шуплива сфера, што може да се реализира со контролирање на адитиви и сензорна температура за да се реализира елективно откривање на NH3, H2S и CO Дополнително, нано филмот WO3 е модифициран со слој од V2O5 за да се подобри порозната површинска структура на WO3 филмот, а со тоа да се подобри неговата чувствителност на NO2.

Во моментов, композитите од графен/нано-метал оксид станаа жариште во материјалите со сензори за гас.Нанокомпозитите на графин/SnO2 се широко користени како материјали за детекција на амонијак и сензори на NO2.