Jako główne czujniki gazu w stanie stałym, czujniki gazu półprzewodnikowego tlenku nano metalu są szeroko stosowane w produkcji przemysłowej, monitorowaniu środowiska, opiece zdrowotnej i innych dziedzinach ich wysokiej czułości, niskich kosztach produkcji i prostego pomiaru sygnału. Obecnie badania nad poprawą właściwości wykrywania gazu materiałów wykrywających tlenek nano metalu koncentrują się głównie na rozwoju tlenków metali nanoskalowych, takich jak nanostruktura i modyfikacja domieszkowania.

Materiały czujnikowe półprzewodników nano metalu to głównie Sno2, ZnO, Fe2O3, VO2, IN2O3, WO3, TIO2 itp. Składniki czujników są nadal najczęściej stosowanymi odpornymi czujnikami gazu, nie resperystyczne czujniki gazów są również szybsze.

Obecnie głównym kierunkiem badań jest przygotowanie ustrukturyzowanych nanomateriałów o dużej powierzchni właściwej, takich jak nanorurki, macierze nanorodków, błony nanoporowate itp., Aby zwiększyć zdolność adsorpcji gazu i szybkość dyfuzji gazu, a tym samym poprawa czułości i prędkości reakcji na gaz materiałów. Doping elementarny tlenku metalu lub budowa układu nanokompozytowego, wprowadzone składniki domieszkowane lub kompozytowe może odgrywać rolę katalityczną, a także może stać się pomocnikiem pomocniczym do budowy nanostruktury, poprawiając w ten sposób ogólną wydajność wykrywania gazu.

1. Materiały wykrywania gazu zastosowane tlenek nano cyny (Sno2)

Tlenek cyny (Sno2) jest rodzajem ogólnego wrażliwego materiału wrażliwego na gaz. Ma dobrą wrażliwość na gazy, takie jak etanol, H2S i CO. Jego czułość gazu zależy od wielkości cząstek i powierzchni właściwej. Kontrolowanie wielkości nanopowderu Sno2 jest kluczem do poprawy wrażliwości gazu.

W oparciu o mezoporowate i makroporowate proszki tlenku cyny nano, naukowcy przygotowali grube czujniki filmu o wyższej aktywności katalitycznej w celu utleniania CO, co oznacza wyższą aktywność wykrywania gazu. Ponadto nanoporowata struktura stała się gorącym miejscem w projektowaniu materiałów wykrywających gaz ze względu na duże SSA, bogate kanały dyfuzji gazu i przenoszenia masy.

2. Materiały wykrywania gazu Zastosowano tlenek żelaza nano (Fe2O3)

Tlenek żelaza (Fe2O3)Ma dwie kryształowe postacie: alfa i gamma, które mogą być stosowane jako materiały wykrywające gaz, ale ich właściwości wykrywania gazu mają duże różnice. α-FE2O3 należy do struktury Corundum, której właściwości fizyczne są stabilne. Jego mechanizm wykrywania gazu jest kontrolowany na powierzchni, a jego czułość jest niska. γ-FE2O3 należy do struktury spinelowej i jest metastabilna. Jego mechanizm wykrywania gazu polega głównie na kontroli odporności na ciało. Ma dobrą wrażliwość, ale słabą stabilność i jest łatwy do zmiany w α-FE2O3 i zmniejszenie czułości gazu.

Obecne badania koncentrują się na optymalizacji warunków syntezy w celu kontrolowania morfologii nanocząstek Fe2O3, a następnie badań przesiewowych pod kątem odpowiednich materiałów wrażliwych na gaz, takich jak nanostruktury α-Fe2O3, nanostruktury α-FE2O3 α-FE2O3, itp.

3. Materiały wykrywania gazu zastosowane nano cynkowe (ZnO)
Tlenek cynku (ZnO)jest typowym materiałem wrażliwym na gaz wrażliwy na powierzchni. Czujnik gazu na bazie ZnO ma wysoką temperaturę roboczą i słabą selektywność, dzięki czemu jest znacznie mniej stosowany niż nanopowdery Sno2 i Fe2O3. Dlatego przygotowanie nowej struktury nanomateriałów ZnO, modyfikacja domieszkowania nano-ZnO w celu zmniejszenia temperatury roboczej i poprawy selektywności jest skupieniem badań nad materiałami wykrywania gazu Nano ZnO.

Obecnie opracowanie pojedynczego kryształowego elementu wykrywania gazu nano-ZnO jest jednym z kierunków granicznych, takich jak ZnO pojedynczych kryształowych czujników gazu nanodowego.

4. Materiały wykrywania gazu zastosowane tlenek nano indu (In2O3)
Tlenek indu (in2o3)jest wyłaniającym się materiałem czujnikiem gazu półprzewodnika N. W porównaniu z Sno2, ZnO, Fe2O3 itp. Ma szeroką szczelinę pasma, małą rezystywność i wysoką aktywność katalityczną oraz wysoką wrażliwość na CO i NO2. Porowate nanomateriały reprezentowane przez Nano In2O3 są jednym z najnowszych hotspotów badawczych. Naukowcy zsyntetyzowali uporządkowaną mezoporowate materiały In2O3 za pomocą replikacji szablonu mezoporowatego krzemionki. Uzyskane materiały mają dobrą stabilność w zakresie 450-650 ° C, więc nadają się do czujników gazu o wyższych temperaturach roboczych. Są wrażliwe na metan i mogą być stosowane do monitorowania wybuchu związanego z stężem.

5. Materiały wykrywania gazu zastosowane tlenek nano wolframu (WO3)
Nanocząstki WO3jest materiałem półprzewodnikowym złożonym metalem przejściowym, który został szeroko badany i zastosowany do dobrej właściwości wykrywania gazu. Nano WO3 ma stabilne struktury, takie jak trójkliniczne, monokliniczne i ortorhombowe. Naukowcy przygotowali nanocząstki WO3 metodą nano-obsadzenia, stosując mezoporowaty SiO2 jako szablon. Stwierdzono, że monokliniczne nanocząstki WO3 o średnim rozmiarze 5 nm mają lepszą wydajność wykrywania gazu, a pary czujników uzyskane przez elektroforetyczne osadzanie nanocząstek WO3 Niskie stężenia NO2 mają wysoką odpowiedź.

Jednorodne rozmieszczenie nanoklastrów fazy heksagonalnej WO3 została zsyntetyzowana metodą jonową wymianą. Wyniki testu wrażliwości na gaz pokazują, że nanoklasterowany czujnik gazu WO3 ma niską temperaturę roboczą, wysoką wrażliwość na aceton i trimetyloaminę oraz idealną reakcję czasu odzyskiwania, ujawniając dobrą perspektywę zastosowania materiału.

6. Materiały wykrywania gazu Zastosowane dwutlenek tytanu nano (TIO2)
Dwutlenek tytanu (TiO2)Materiały wykrywania gazu mają zalety dobrej stabilności termicznej i prostego procesu przygotowania i stopniowo stały się kolejnym gorącym materiałem dla badaczy. Obecnie badania czujnika gazu Nano-TiO2 koncentrują się na nanostrukturze i funkcjonalizacji materiałów wykrywających TiO2 przy użyciu nanotechnologii nanotechnologii. Na przykład naukowcy wyprodukowali puste włókna TiO2 w skali mikro-nano. Korzystając z przewodowej technologii stagnacyjnej płomienia, elektroda krzyżowa jest wielokrotnie umieszczana w przestankowanym stagnalnym płomieniu z tetraisopropopoksydem tytanu, gdy prekursor, a następnie bezpośrednio uprawiany w celu utworzenia porowatej błony z nanocząstkami TiO2, co jest czułą reakcją na Co. Jednocześnie rozwija się uporządkowane tiO2.

7. Kompozyty tlenku nano dla materiału wykrywania gazu
Właściwości wykrywania gazu nano tlenki proszki materiały wykrywające można poprawić przez domieszkowanie, co nie tylko dostosowuje przewodność elektryczną materiału, ale także poprawia stabilność i selektywność. Doping elementów metali szlachetnych jest powszechną metodą, a elementy takie jak AU i AG są często stosowane jako domieszki w celu poprawy wydajności wykrywania gazu w proszku tlenku nano cynku. Materiały wykrywania gazu kompozytowego z tlenkiem nano obejmują głównie domieszkowane Pd Sno2, pt γ-FE2O3 i wieloelementowe dodane materiału czujnikowego w pustej kuli In2O3, które można zrealizować poprzez kontrolowanie dodatków i temperaturę wykrywania, aby uświadomić sobie wybór NH3, H2S i CO. Ponadto film nano3 jest zmodyfikowany w celu ulepszenia struktury surowej WO3, Film, tym samym poprawiając swoją wrażliwość na NO2.

Obecnie kompozyty grafenu/nano-metalu stały się hotspotem w materiałach czujników gazowych. Nanokompozyty grafenu/Sno2 były szeroko stosowane jako materiały wykrywania amoniaku i materiały wykrywania NO2.