Sebagai sensor gas pepejal utama, sensor gas semikonduktor nano logam oksida digunakan secara meluas dalam pengeluaran perindustrian, pemantauan alam sekitar, penjagaan kesihatan dan bidang lain untuk kepekaan tinggi mereka, kos pembuatan yang rendah dan pengukuran isyarat mudah. Pada masa ini, penyelidikan mengenai peningkatan sifat penderiaan gas bahan penginderaan oksida logam nano terutamanya memberi tumpuan kepada perkembangan oksida logam nanoscale, seperti struktur nanostruktur dan pengubahsuaian doping.

Bahan-bahan penderiaan semikonduktor nano logam oksida adalah terutamanya SnO2, ZnO, Fe2O3, VO2, In2O3, WO3, TiO2, dan sebagainya. Komponen sensor masih merupakan sensor gas rintangan yang paling banyak digunakan, sensor gas bukan resisten juga sedang dibangunkan dengan lebih cepat.

Pada masa ini, arah penyelidikan utama adalah untuk menyediakan nanomaterials berstruktur dengan kawasan permukaan khusus yang besar, seperti nanotube, array nanorod, membran nanoporous, dan lain -lain. Untuk meningkatkan kapasiti penjerapan gas dan kadar penyebaran gas, dan dengan itu meningkatkan kepekaan dan kelajuan tindak balas terhadap gas bahan -bahan. Doping unsur oksida logam, atau pembinaan sistem nanocomposite, komponen dopan atau komposit yang diperkenalkan dapat memainkan peranan pemangkin, dan juga boleh menjadi pembawa tambahan untuk membina struktur nanos, dengan itu meningkatkan prestasi penderiaan gas keseluruhan bahan penderiaan.

1. Bahan penderiaan gas yang digunakan nano timah oksida (SNO2)

Tin Oxide (Sno2) adalah sejenis bahan sensitif gas sensitif umum. Ia mempunyai kepekaan yang baik terhadap gas seperti etanol, H2S dan CO. Kepekaan gasnya bergantung kepada saiz zarah dan kawasan permukaan tertentu. Mengawal saiz Nanopowder SnO2 adalah kunci untuk meningkatkan kepekaan gas.

Berdasarkan serbuk oksida nano oksida mesoporous dan makroporus, para penyelidik menyediakan sensor filem tebal yang mempunyai aktiviti pemangkin yang lebih tinggi untuk pengoksidaan CO, yang bermaksud aktiviti penderiaan gas yang lebih tinggi. Di samping itu, struktur nanoporous telah menjadi tempat yang panas dalam reka bentuk bahan penderiaan gas kerana SSA yang besar, penyebaran gas yang kaya dan saluran pemindahan massa.

2. Bahan penderiaan gas yang digunakan oksida besi nano (Fe2O3)

Besi Oksida (Fe2O3)Mempunyai dua bentuk kristal: alpha dan gamma, kedua -duanya boleh digunakan sebagai bahan penderiaan gas, tetapi sifat penderiaan gas mereka mempunyai perbezaan yang besar. α-Fe2O3 tergolong dalam struktur corundum, yang sifat fizikalnya stabil. Mekanisme penderiaan gasnya dikawal permukaan, dan kepekaannya rendah. γ-Fe2O3 tergolong dalam struktur spinel dan metastable. Mekanisme penderiaan gasnya adalah terutamanya kawalan rintangan badan. Ia mempunyai kepekaan yang baik tetapi kestabilan yang lemah, dan mudah diubah kepada α-Fe2O3 dan mengurangkan kepekaan gas.

Penyelidikan semasa memberi tumpuan kepada mengoptimumkan keadaan sintesis untuk mengawal morfologi nanopartikel Fe2O3, dan kemudian pemeriksaan untuk bahan sensitif gas yang sesuai, seperti α-Fe2O3 nanobeams, nanorods α-Fe2O3, nanosisor α-fe2o3, nanosator α-fe2o3, nanosator, nanosator, mesoporator, mesoporator α-fe2o3, nanosator, mesoporator, mesoporator, mesoporator α-fe2o3, mesoporator, nanosorsator, mesoporor, mesoporor, mesoporator α-fe2O3

3. Bahan penderiaan gas yang digunakan nano zink oksida (ZnO)
Zink Oxide (ZnO)adalah bahan sensitif gas yang dikawal oleh permukaan biasa. Sensor gas berasaskan ZnO mempunyai suhu operasi yang tinggi dan selektiviti yang kurang baik, menjadikannya jauh lebih banyak digunakan daripada nanopowders SnO2 dan Fe2O3. Oleh itu, penyediaan struktur baru nanomaterials ZnO, pengubahsuaian doping nano-zno untuk mengurangkan suhu operasi dan meningkatkan selektiviti adalah tumpuan penyelidikan terhadap bahan penderiaan gas nano ZnO.

Pada masa ini, perkembangan unsur penginderaan gas nano-zno kristal adalah salah satu arah sempadan, seperti sensor gas nanorod kristal tunggal ZnO.

4. Bahan penderiaan gas yang digunakan nano indium oksida (IN2O3)
Indium oksida (IN2O3)adalah bahan penderiaan gas semikonduktor N-jenis yang baru muncul. Berbanding dengan SNO2, ZnO, Fe2O3, dan lain -lain, ia mempunyai jurang band yang luas, resistiviti kecil dan aktiviti pemangkin yang tinggi, dan kepekaan yang tinggi kepada CO dan NO2. Nanomaterials berliang yang diwakili oleh Nano In2O3 adalah salah satu hotspot penyelidikan baru -baru ini. Para penyelidik mensintesiskan bahan mesoporous In2O3 yang diperintahkan dengan cara replikasi template silika mesoporous. Bahan yang diperoleh mempunyai kestabilan yang baik dalam lingkungan 450-650 ° C, jadi mereka sesuai untuk sensor gas dengan suhu operasi yang lebih tinggi. Mereka sensitif terhadap metana dan boleh digunakan untuk pemantauan letupan yang berkaitan dengan kepekatan.

5. Bahan penderiaan gas yang digunakan nano tungsten oksida (WO3)
WO3 Nanopartikeladalah bahan semikonduktor kompaun logam peralihan yang telah dikaji secara meluas dan memohon harta penderiaan gas yang baik. Nano WO3 mempunyai struktur yang stabil seperti triclinic, monoklinik dan ortorhombic. Para penyelidik menyediakan nanopartikel WO3 dengan kaedah nano-casting menggunakan mesoporous SiO2 sebagai templat. Telah didapati bahawa nanopartikel WO3 monoklinik dengan saiz purata 5 nm mempunyai prestasi penderiaan gas yang lebih baik, dan pasangan sensor yang diperolehi oleh pemendapan elektroforetik nanopartikel WO3 kepekatan rendah NO2 mempunyai tindak balas yang tinggi.

Pengagihan homogen fasa heksagon WO3 nanoclusters disintesis oleh kaedah pertukaran-hydrothermal ion. Hasil ujian sensitiviti gas menunjukkan bahawa sensor gas nanoclustered WO3 mempunyai suhu operasi yang rendah, sensitiviti tinggi terhadap aseton dan trimethylamine dan masa pemulihan tindak balas yang ideal, mendedahkan prospek aplikasi yang baik dari bahan tersebut.

6. Bahan penderiaan gas yang digunakan nano titanium dioksida (TiO2)
Titanium dioksida (TiO2)Bahan penderiaan gas mempunyai kelebihan kestabilan haba yang baik dan proses penyediaan mudah, dan secara beransur -ansur menjadi bahan panas lain untuk penyelidik. Pada masa ini, penyelidikan mengenai sensor gas nano-TiO2 memberi tumpuan kepada struktur nanostruktur dan fungsi bahan penginderaan TiO2 dengan menggunakan nanoteknologi yang muncul. Sebagai contoh, penyelidik telah membuat gentian TiO2 berongga mikro-nano oleh teknologi elektrospinning sepaksi. Menggunakan teknologi api yang bertakung premix, elektrod silang berulang kali diletakkan di dalam api yang bertauliah premixed dengan titanium tetraisopropoxide sebagai prekursor, dan kemudian secara langsung ditanam untuk membentuk membran berliang dengan nanopartikel TiO2, yang sensitif terhadap co. So2.

7. Komposit Nano Oxide untuk Bahan Penginderaan Gas
Ciri -ciri penderiaan gas nano logam oksida serbuk bahan penderiaan boleh diperbaiki dengan doping, yang bukan sahaja menyesuaikan kekonduksian elektrik bahan, tetapi juga meningkatkan kestabilan dan selektiviti. Doping unsur -unsur logam berharga adalah kaedah yang sama, dan unsur -unsur seperti Au dan Ag sering digunakan sebagai dopan untuk meningkatkan prestasi penderiaan gas serbuk zink oksida nano. Bahan penderiaan gas komposit nano oksida terutamanya termasuk PD doped SnO2, Pt-doped γ-Fe2O3, dan multi-elemen ditambah dalam bahan penginderaan sfera berongga, yang dapat direalisasikan dengan mengawal suhu dan pengesan. Filem WO3, dengan itu meningkatkan kepekaannya kepada NO2.

Pada masa ini, komposit oksida graphene/nano-logam telah menjadi hotspot dalam bahan sensor gas. Nanocomposites graphene/SnO2 telah digunakan secara meluas sebagai pengesanan ammonia dan bahan penginderaan NO2.