Como os principais sensores de gás de estado sólido, os sensores de gás semicondutores de óxido de nano metal são amplamente utilizados na produção industrial, monitoramento ambiental, assistência médica e outros campos para sua alta sensibilidade, baixo custo de fabricação e medição simples de sinal. Atualmente, a pesquisa sobre a melhoria das propriedades de detecção de gás dos materiais de detecção de óxido de nano metal se concentra principalmente no desenvolvimento de óxidos de metal em nanoescala, como nanoestrutura e modificação de doping.

Os materiais de detecção de semicondutores de óxido de nano metal são principalmente SNO2, ZnO, Fe2O3, VO2, IN2O3, WO3, TiO2, etc. Os componentes do sensor ainda são os sensores de gás resistentes mais amplamente utilizados, os sensores de gases não resistentes também estão sendo desenvolvidos mais rapidamente.

Atualmente, a principal direção de pesquisa é preparar nanomateriais estruturados com grande área de superfície específica, como nanotubos, matrizes de nanorod, membranas nanoporosas, etc. para aumentar a capacidade de adsorção de gás e a taxa de difusão de gás e, assim, melhorar a sensibilidade e a velocidade da resposta ao gás dos materiais. O doping elementar do óxido de metal, ou a construção do sistema nanocompósito, os componentes dopante ou composto introduzidos podem desempenhar um papel catalítico e também pode se tornar um portador auxiliar para a construção da nanoestrutura, melhorando assim o desempenho geral de detecção do gás dos materiais de detecção.

1. Materiais de detecção de gás utilizados óxido de nano estanho (sno2)

Óxido de lata (sno2) é um tipo de material sensível a gás sensível geral. Tem boa sensibilidade a gases como etanol, H2S e CO. Sua sensibilidade a gás depende do tamanho das partículas e da área de superfície específica. Controlar o tamanho do nanopowder sno2 é a chave para melhorar a sensibilidade ao gás.

Com base em pós de óxido de nano de tênis mesoporosos e macroporosos, os pesquisadores prepararam sensores de filme grosso que têm maior atividade catalítica para a oxidação de CO, o que significa maior atividade de detecção de gás. Além disso, a estrutura nanoporosa tornou -se um ponto quente no projeto de materiais de detecção de gás devido à sua grande SSA, rica difusão de gás e canais de transferência de massa.

2. Materiais de detecção de gás utilizados nano óxido de ferro (Fe2O3)

Óxido de ferro (Fe2O3)Possui duas formas de cristal: alfa e gama, os quais podem ser usados ​​como materiais de detecção de gás, mas as propriedades de detecção de gás deles têm grandes diferenças. α-FE2O3 pertence à estrutura do Corundum, cujas propriedades físicas são estáveis. Seu mecanismo de detecção de gás é controlado pela superfície e sua sensibilidade é baixa. γ-FE2O3 pertence à estrutura do espinélio e é metaestável. Seu mecanismo de detecção de gás é principalmente o controle da resistência corporal. Ele tem boa sensibilidade, mas baixa estabilidade e é fácil de mudar para α-FE2O3 e reduzir a sensibilidade ao gás.

A pesquisa atual se concentra na otimização das condições de síntese para controlar a morfologia das nanopartículas de Fe2O3 e, em seguida, a triagem quanto a materiais adequados a gás, como nanobamas α-FE2O3, nanorodes α-Fe2O3 porosos, nanocorossores de α-Feo3, monodisperse α-Feo3 Nanosstructuras, α-Feo3 nanosstructures, α-Feo3 Nanosstructures, Monodisperse α-Feo3 Nanosstructures,

3. Materiais de detecção de gás utilizados óxido de nano de zinco (ZnO)
Óxido de zinco (ZnO)é um material sensível a gás controlado pela superfície típico. O sensor de gás baseado em ZnO tem uma alta temperatura operacional e baixa seletividade, tornando-o muito menos utilizado que os nanopowders SNO2 e Fe2O3. Portanto, a preparação da nova estrutura dos nanomateriais de ZnO, a modificação de doping de nano-znO para reduzir a temperatura operacional e melhorar a seletividade é o foco da pesquisa em materiais de detecção de gás nano ZnO.

Atualmente, o desenvolvimento de um elemento de detecção de gás nano-znO único é uma das direções da fronteira, como os sensores de gás nanorod de cristal único ZnO.

4. Materiais de detecção de gás utilizados óxido de nano indium (IN2O3)
Óxido de índio (in2O3)é um material emergente de detecção de gás semicondutor do tipo n. Comparado com SNO2, ZnO, Fe2O3, etc., ele tem ampla lacuna de banda, resistividade pequena e alta atividade catalítica e alta sensibilidade ao CO e NO2. Os nanomateriais porosos representados por Nano In2O3 são um dos recentes pontos de pesquisa de pesquisa. Os pesquisadores sintetizaram os materiais mesoporosos in2O3 ordenados por meio de replicação de modelo de sílica mesoporosa. Os materiais obtidos têm boa estabilidade na faixa de 450-650 ° C, portanto são adequados para sensores de gás com temperaturas operacionais mais altas. Eles são sensíveis ao metano e podem ser usados ​​para monitoramento de explosão relacionado à concentração.

5. Materiais de detecção de gás utilizados óxido de nano tungstênio (WO3)
Nanopartículas WO3é um material semicondutor de composto de metais de transição que tem sido amplamente estudado e solicitado para sua boa propriedade de detecção de gás. O Nano WO3 possui estruturas estáveis, como triclínico, monoclínico e ortorrômbico. Os pesquisadores prepararam nanopartículas WO3 por método de nano-casting usando SiO2 mesoporoso como modelo. Verificou -se que as nanopartículas monoclínicas de WO3 com tamanho médio de 5 nm têm melhor desempenho de detecção de gás, e os pares de sensores obtidos pela deposição eletroforética das nanopartículas WO3 baixas concentrações de NO2 têm uma alta resposta.

A distribuição homogênea dos nanoclusters de Wo3 da fase hexagonal foi sintetizada pelo método hidrotérmico de troca iônica. Os resultados dos testes de sensibilidade a gás mostram que o sensor de gás nanocluster WO3 tem baixa temperatura operacional, alta sensibilidade à acetona e trimetilamina e tempo de recuperação de resposta ideal, revelando uma boa perspectiva de aplicação do material.

6. Materiais de detecção de gás utilizados dióxido de nano titânio (TiO2)
Dióxido de titânio (TiO2)Os materiais de detecção de gás têm as vantagens de boa estabilidade térmica e processo de preparação simples e gradualmente se tornaram outro material quente para os pesquisadores. Atualmente, a pesquisa sobre o sensor de gás nano-TiO2 se concentra na nanoestrutura e funcionalização de materiais de detecção de TiO2 usando nanotecnologia emergente. Por exemplo, os pesquisadores fizeram fibras de TiO2 ocasion-nano-escala por tecnologia de eletrofiação coaxial. Usando a tecnologia de chama estagnada pré -misturada, o eletrodo cruzado é colocado repetidamente em uma chama estagnada pré -misturada com tetraisopropóxido de titânio como precursor e, em seguida, foi cultivado diretamente para formar a membrana porosa com o TiO2 Nanopartículas, que é a resposta sensível ao copo de TiO2, o TiO2 Nanopartículas, que é a resposta sensível ao coneto simultaneamente do TiO2 Nanotube.

7. Compostos de nano de óxido para material de detecção de gás
As propriedades de detecção de gás dos materiais de detecção de pós de óxidos de nano metal podem ser melhorados pela doping, o que não apenas ajusta a condutividade elétrica do material, mas também melhora a estabilidade e a seletividade. O doping de elementos de metal precioso é um método comum, e elementos como Au e AG são frequentemente usados ​​como dopantes para melhorar o desempenho de detecção de gás do pó de óxido de nano zinco. Nano oxide composite gas sensing materials mainly include Pd doped SnO2, Pt-doped γ-Fe2O3, and multi-element added In2O3 hollow sphere sensing material, which can be realized by controlling additives and sensing temperature to realize elective detection of NH3, H2S and CO. In addition, WO3 nano film is modified with a layer of V2O5 to improve the porous surface structure of WO3 Filme, melhorando assim sua sensibilidade ao número 2.

Atualmente, os compósitos de grafeno/óxido nano-metal tornaram-se um ponto de acesso em materiais do sensor a gás. Os nanocompósitos de grafeno/sno2 têm sido amplamente utilizados como detecção de amônia e materiais de detecção de NO2.