मुख्य ठोस-राज्य ग्यास सेन्सरहरूको रूपमा, न्यानो मेटल अक्साइड सेमीकन्डक्टर ग्यास सेन्सरहरू औद्योगिक उत्पादन, वातावरणीय अनुगमन, स्वास्थ्य हेरचाह र अन्य क्षेत्रहरूमा तिनीहरूको उच्च संवेदनशीलता, कम उत्पादन लागत र सरल संकेत मापनको लागि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।वर्तमानमा, नानो मेटल अक्साइड सेन्सिङ सामग्रीको ग्यास सेन्सिङ गुणहरूको सुधारमा अनुसन्धान मुख्यतया नानोस्केल मेटल अक्साइडको विकासमा केन्द्रित छ, जस्तै नानोस्ट्रक्चर र डोपिङ परिमार्जन।

नानो मेटल अक्साइड सेमीकन्डक्टर सेन्सिङ सामग्रीहरू मुख्यतया SnO2, ZnO, Fe2O3, VO2, In2O3, WO3, TiO2, इत्यादि हुन्। सेन्सर घटकहरू अझै पनि सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने प्रतिरोधी ग्यास सेन्सरहरू हुन्, गैर-प्रतिरोधी ग्यास सेन्सरहरू पनि अझ छिटो विकसित भइरहेका छन्।

वर्तमानमा, मुख्य अनुसन्धान दिशा भनेको ग्यास शोषण क्षमता र ग्यास फैलावट दर बढाउनको लागि ठूलो विशिष्ट सतह क्षेत्र, जस्तै नानोट्यूब, न्यानोरोड एरे, न्यानोपोरस झिल्ली, इत्यादिको साथ संरचित न्यानोमेटेरियलहरू तयार गर्नु हो, र यसरी संवेदनशीलता र प्रतिक्रियाको गति सुधार गर्नुहोस्। सामग्री को ग्यास को लागी।धातु अक्साइडको एलिमेन्टल डोपिङ, वा न्यानोकम्पोजिट प्रणालीको निर्माण, परिचय गरिएको डोपन्ट वा कम्पोजिट कम्पोनेन्टहरूले उत्प्रेरक भूमिका खेल्न सक्छन्, र नानोस्ट्रक्चर निर्माणको लागि सहायक वाहक पनि बन्न सक्छ, जसले गर्दा सेन्सिङको समग्र ग्यास सेन्सिङ प्रदर्शनमा सुधार हुन्छ। सामग्रीहरू।

1. नानो टिन अक्साइड (SnO2) प्रयोग गरिएको ग्यास सेन्सिङ सामग्री

टिन अक्साइड (SnO2) एक प्रकारको सामान्य संवेदनशील ग्यास संवेदनशील सामग्री हो।यसमा इथानोल, H2S र CO जस्ता ग्यासहरूमा राम्रो संवेदनशीलता छ। यसको ग्यास संवेदनशीलता कण आकार र विशिष्ट सतह क्षेत्र मा निर्भर गर्दछ।SnO2 nanopowder को साइज नियन्त्रण गर्नु ग्यास संवेदनशीलता सुधार गर्ने कुञ्जी हो।

मेसोपोरस र म्याक्रोपोरस न्यानो टिन अक्साइड पाउडरमा आधारित, शोधकर्ताहरूले बाक्लो-फिल्म सेन्सरहरू तयार गरे जसमा CO ओक्सीकरणको लागि उच्च उत्प्रेरक गतिविधि हुन्छ, जसको अर्थ उच्च ग्यास सेन्सिङ गतिविधि हुन्छ।थप रूपमा, न्यानोपोरस संरचना यसको ठूलो SSA, रिच ग्यास प्रसार र मास ट्रान्सफर च्यानलहरूको कारण ग्यास सेन्सिङ सामग्रीको डिजाइनमा तातो ठाउँ भएको छ।

2. नानो आइरन अक्साइड (Fe2O3) प्रयोग गरिएको ग्यास सेन्सिङ सामग्री

आइरन अक्साइड (Fe2O3)दुईवटा क्रिस्टल रूपहरू छन्: अल्फा र गामा, दुवैलाई ग्यास सेन्सिङ सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, तर तिनीहरूको ग्यास सेन्सिङ गुणहरूमा ठूलो भिन्नता छ।α-Fe2O3 कोरन्डम संरचनासँग सम्बन्धित छ, जसको भौतिक गुणहरू स्थिर छन्।यसको ग्यास सेन्सिङ मेकानिज्म सतह नियन्त्रित छ, र यसको संवेदनशीलता कम छ।γ-Fe2O3 स्पिनल संरचनासँग सम्बन्धित छ र मेटास्टेबल छ।यसको ग्यास सेन्सिङ मेकानिजम मुख्यतया शरीरको प्रतिरोध नियन्त्रण हो। यसमा राम्रो संवेदनशीलता छ तर कमजोर स्थिरता छ, र α-Fe2O3 मा परिवर्तन गर्न र ग्यास संवेदनशीलता कम गर्न सजिलो छ।

हालको अनुसन्धानले Fe2O3 न्यानोकणहरूको आकारविज्ञान नियन्त्रण गर्न संश्लेषण अवस्थाहरूलाई अनुकूलन गर्नमा केन्द्रित छ, र त्यसपछि उपयुक्त ग्यास-संवेदनशील सामग्रीहरू, जस्तै α-Fe2O3 nanobeams, झरझरा α-Fe2O3 nanorods, monodisperse α-Fe2O3 nanostructures, α-Fe2O3 nanostructures। nanomaterials, आदि

3. नानो जिंक अक्साइड (ZnO) प्रयोग गरिएको ग्यास सेन्सिङ सामग्री
जिंक ऑक्साइड (ZnO)एक विशिष्ट सतह-नियन्त्रित ग्यास-संवेदनशील सामग्री हो।ZnO-आधारित ग्यास सेन्सरको उच्च अपरेटिङ तापक्रम र कमजोर चयनशीलता छ, यसले SnO2 र Fe2O3 न्यानोपाउडरहरू भन्दा धेरै कम व्यापक रूपमा प्रयोग गर्दछ।त्यसकारण, ZnO nanomaterials को नयाँ संरचनाको तयारी, सञ्चालन तापमान घटाउन र चयनशीलता सुधार गर्न nano-ZnO को डोपिङ परिमार्जन नैनो ZnO ग्यास सेन्सिङ सामग्रीहरूमा अनुसन्धानको केन्द्रबिन्दु हो।

वर्तमानमा, एकल क्रिस्टल न्यानो-ZnO ग्यास सेन्सिङ तत्वको विकास फ्रन्टियर दिशाहरू मध्ये एक हो, जस्तै ZnO एकल क्रिस्टल न्यानोरोड ग्यास सेन्सरहरू।

4. नानो इन्डियम अक्साइड (In2O3) प्रयोग गरिएको ग्यास सेन्सिङ सामग्री
इन्डियम अक्साइड (In2O3)एक उभरिरहेको एन-प्रकार अर्धचालक ग्यास सेन्सिङ सामग्री हो।SnO2, ZnO, Fe2O3, आदिसँग तुलना गर्दा, यसमा फराकिलो ब्यान्ड ग्याप, सानो प्रतिरोधात्मकता र उच्च उत्प्रेरक गतिविधि, र CO र NO2 को उच्च संवेदनशीलता छ।नानो In2O3 द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको छिद्रयुक्त न्यानोमेटेरियलहरू हालैका अनुसन्धान हटस्पटहरू मध्ये एक हुन्।अन्वेषकहरूले मेसोपोरस सिलिका टेम्प्लेट प्रतिकृतिको माध्यमबाट क्रमबद्ध मेसोपोरस In2O3 सामग्रीहरू संश्लेषित गरे।प्राप्त सामग्रीहरू 450-650 डिग्री सेल्सियसको दायरामा राम्रो स्थिरता छ, त्यसैले तिनीहरू उच्च अपरेटिङ तापमानको साथ ग्याँस सेन्सरहरूको लागि उपयुक्त छन्।तिनीहरू मिथेनप्रति संवेदनशील हुन्छन् र एकाग्रता-सम्बन्धित विस्फोट निगरानीको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

5. नानो टंगस्टन अक्साइड (WO3) प्रयोग गरिएको ग्यास सेन्सिङ सामग्री
WO3 न्यानो कणहरूएक ट्रान्जिसन मेटल कम्पाउन्ड सेमीकन्डक्टर सामग्री हो जुन यसको राम्रो ग्यास सेन्सिङ गुणको लागि व्यापक रूपमा अध्ययन गरी लागू गरिएको छ।Nano WO3 सँग ट्राइक्लिनिक, मोनोक्लिनिक र अर्थोरोम्बिक जस्ता स्थिर संरचनाहरू छन्।शोधकर्ताहरूले टेम्प्लेटको रूपमा मेसोपोरस SiO2 प्रयोग गरेर नैनो-कास्टिङ विधिद्वारा WO3 न्यानो कणहरू तयार गरे।यो फेला पर्यो कि 5 nm को औसत आकारको मोनोक्लिनिक WO3 न्यानो कणहरूले राम्रो ग्यास सेन्सिङ प्रदर्शन गर्दछ, र NO2 को कम सांद्रता WO3 न्यानो कणहरूको इलेक्ट्रोफोरेटिक निक्षेप द्वारा प्राप्त सेन्सर जोडीहरूको उच्च प्रतिक्रिया छ।

हेक्सागोनल फेज WO3 न्यानोक्लस्टरहरूको समान वितरण आयन एक्सचेंज-हाइड्रोथर्मल विधिद्वारा संश्लेषित गरिएको थियो।ग्यास संवेदनशीलता परीक्षण नतिजाहरूले देखाउँछन् कि WO3 nanoclustered ग्यास सेन्सरमा कम सञ्चालन तापमान, एसीटोन र trimethylamine को उच्च संवेदनशीलता र आदर्श प्रतिक्रिया रिकभरी समय छ, सामग्रीको राम्रो अनुप्रयोग सम्भावना प्रकट गर्दै।

6. नानो टाइटेनियम डाइअक्साइड (TiO2) प्रयोग गरिएको ग्यास सेन्सिङ सामग्री
टाइटेनियम डाइअक्साइड (TiO2)ग्याँस सेन्सिङ सामग्रीसँग राम्रो थर्मल स्थिरता र सरल तयारी प्रक्रियाको फाइदाहरू छन्, र बिस्तारै अनुसन्धानकर्ताहरूको लागि अर्को तातो सामग्री बन्न थालेको छ।हाल, नानो-TiO2 ग्यास सेन्सरको अनुसन्धानले उभरिरहेको न्यानो टेक्नोलोजी प्रयोग गरेर TiO2 सेन्सिङ सामग्रीको नानो संरचना र कार्यात्मकतामा केन्द्रित छ।उदाहरणका लागि, अन्वेषकहरूले कोएक्सियल इलेक्ट्रोस्पिनिङ प्रविधिद्वारा माइक्रो-नैनो-स्केल होलो TiO2 फाइबर बनाएका छन्।प्रिमिक्स्ड स्ट्याग्नन्ट फ्लेम टेक्नोलोजी प्रयोग गरेर, क्रस इलेक्ट्रोडलाई टाइटेनियम टेट्राइसोप्रोपोक्साइडको अग्रसरको रूपमा बारम्बार प्रिमिक्स्ड स्ट्याग्नन्ट फ्लेममा राखिन्छ, र त्यसपछि सीधै TiO2 न्यानोपार्टिकल्सको साथ हे पोरस मेम्ब्रेन बनाउनको लागि बढ्छ, जुन CO को संवेदनशील प्रतिक्रिया हो। anodization द्वारा nanotube array र SO2 को पत्ता लगाउन लागू गर्दछ।

7. ग्यास सेन्सिङ सामग्रीको लागि नानो अक्साइड कम्पोजिटहरू
नानो मेटल अक्साइड पाउडर सेन्सिङ सामग्रीहरूको ग्यास सेन्सिङ गुणहरू डोपिङद्वारा सुधार गर्न सकिन्छ, जसले सामग्रीको विद्युतीय चालकता मात्र समायोजन गर्दैन, तर स्थिरता र चयनशीलतालाई पनि सुधार गर्दछ।बहुमूल्य धातु तत्वहरूको डोपिङ एक सामान्य विधि हो, र न्यानो जिंक अक्साइड पाउडरको ग्यास सेन्सिङ कार्यसम्पादन सुधार गर्न Au र Ag जस्ता तत्वहरू प्रायः डोपेन्टको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।नानो अक्साइड कम्पोजिट ग्यास सेन्सिङ सामग्रीहरूमा मुख्यतया Pd doped SnO2, Pt-doped γ-Fe2O3, र बहु-तत्व थपिएको In2O3 होलो स्पेयर सेन्सिङ सामग्री समावेश छ, जुन एनएच३, H2S र CO को वैकल्पिक पत्ता लगाउनको लागि additives नियन्त्रण र तापमान सेन्सिङ गरेर महसुस गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, WO3 न्यानो फिल्मलाई WO3 फिल्मको छिद्रपूर्ण सतह संरचना सुधार गर्न V2O5 को एक तहको साथ परिमार्जन गरिएको छ, जसले गर्दा यसको NO2 को संवेदनशीलतामा सुधार हुन्छ।

वर्तमानमा, ग्रेफिन/नानो-मेटल अक्साइड कम्पोजिटहरू ग्याँस सेन्सर सामग्रीहरूमा हटस्पट भएका छन्।Graphene/SnO2 nanocomposites व्यापक रूपमा अमोनिया पत्ता लगाउने र NO2 सेन्सिङ सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिएको छ।