В качестве основных твердотельных газовых датчиков, полупроводниковые газовые датчики нано металла широко используются в промышленном производстве, мониторинге окружающей среды, здравоохранении и других областях для их высокой чувствительности, низкой стоимости производства и простого измерения сигнала. В настоящее время исследования по улучшению газообработанных свойств материалов для оксида нано -металлов в основном сосредоточены на разработке оксидов наноразмерных металлов, таких как наноструктура и модификация допинга.

Полупроводниковые материалы для оксида нано металла являются в основном SNO2, ZNO, FE2O3, VO2, IN2O3, WO3, TIO2 и т. Д. Компоненты датчика по-прежнему являются наиболее широко используемыми резистивными газовыми датчиками, также развиваются датчики с нерезистирующими газами.

В настоящее время основное направление исследования заключается в приготовлении структурированных наноматериалов с большой конкретной площадью поверхности, такими как нанотрубки, наностерные массивы, нанопористые мембраны и т. Д., Чтобы увеличить способность адсорбции газа и скорость диффузии газа и, таким образом, повысить чувствительность и скорость реакции на газ материалов. Элементарное легирование оксида металла или конструкция нанокомпозитной системы, введенные лечебные или составные компоненты могут играть каталитическую роль, а также может стать вспомогательным носителем для построения наноструктуры, тем самым улучшая общие характеристики газовых чувствительных материалов.

1. Газовые материалы использовали нано оксид олова (SNO2)

Оксид олова (SNO2) является своего рода общим чувствительным газом материалом. Он обладает хорошей чувствительностью к газам, таким как этанол, H2S и CO. Его чувствительность к газу зависит от размера частиц и определенной площади поверхности. Контроль размера нанопороста SNO2 является ключом к повышению чувствительности к газу.

Основываясь на мезопористых и макропористых порошках оксида нано-олова, исследователи готовили толстые датчики, которые обладают более высокой каталитической активностью для окисления СО, что означает более высокую активность зондирования газа. Кроме того, нанопористая структура стала горячей точкой при проектировании газообразных материалов из -за его крупной SSA, богатых каналов диффузии газа и массового перевода.

2. Материалы для зондирования газа использовали нано -оксид железа (Fe2O3)

Оксид железа (Fe2O3)Имеет две кристаллические формы: альфа и гамма, оба из которых могут использоваться в качестве газовых материалов, но свойства измерения газа имеют большие различия. α-FE2O3 принадлежит структуре Corundum, физические свойства которых стабильны. Его механизм зондирования газа контролируется, а его чувствительность низкая. γ-Fe2O3 принадлежит структуре шпинели и метастабильно. Его механизм зондирования газа-это в основном контроль устойчивости к тела. Он обладает хорошей чувствительностью, но плохой стабильностью, и его легко изменить на α-Fe2O3 и снизить чувствительность к газу.

The current research focuses on optimizing the synthesis conditions to control the morphology of Fe2O3 nanoparticles, and then screening for suitable gas-sensitive materials, such as α-Fe2O3 nanobeams, porous α-Fe2O3 nanorods, monodisperse α-Fe2O3 nanostructures, mesopores α-Fe2O3 nanomaterials, etc.

3. Газовые материалы использовали оксид нано цинка (ZNO)
Оксид цинка (Zno)является типичным поверхностным чувствительным к газом материалом. Датчик газа на основе ZnO имеет высокую рабочую температуру и плохую селективность, что делает его гораздо менее широко используемым, чем нанопороды SNO2 и Fe2O3. Следовательно, подготовка новой структуры наноматериалов ZnO, допинговая модификация Nano-ZNO для снижения эксплуатационной температуры и повышения селективности является в центре внимания исследований материалов для зондирования Nano ZnO.

В настоящее время развитие монокристаллического нано-ZNO-зонного элемента является одним из пограничных направлений, такого как газовые датчики монокристаллов ZnO.

4. Материалы для зондирования газа использовали нано оксид индия (IN2O3)
Оксид индия (IN2O3)является новым полупроводниковым газовым материалом N-типа. По сравнению с SNO2, ZnO, FE2O3 и т. Д., Он имеет широкую полосу, небольшое удельное сопротивление и высокую каталитическую активность, а также высокая чувствительность к CO и NO2. Пористые наноматериалы, представленные Nano In2O3, являются одной из недавних точек доступа. Исследователи синтезировали упорядоченные мезопористые материалы IN2O3 с помощью репликации шаблона мезопористого кремнезема. Полученные материалы имеют хорошую стабильность в диапазоне 450-650 ° C, поэтому они подходят для газовых датчиков с более высокими рабочими температурами. Они чувствительны к метана и могут использоваться для мониторинга взрыва, связанного с концентрацией.

5. Материалы для зондирования газа использовали оксид нано вольфрамового оксида (WO3)
WO3 наночастицявляется полупроводниковым материалом с переходным металлом, который широко изучался и применяется для его хорошего свойства газа. Nano WO3 имеет стабильные структуры, такие как триклинический, моноклинный и орторомбический. Исследователи подготовили наночастицы WO3 с помощью нано-кастинга с использованием мезопористого SIO2 в качестве шаблона. Было обнаружено, что моноклинные наночастицы WO3 со средним размером 5 нм имеют лучшие характеристики газа, а пары датчиков, полученные путем электрофоретического осаждения наночастиц WO3, имеют высокий ответ.

Гомогенное распределение нанокластеров гексагональной фазы WO3 было синтезировано с помощью ионообменного гидротермического метода. Результаты испытаний на чувствительность к газу показывают, что датчик нанокластерезированного газа WO3 имеет низкую рабочую температуру, высокую чувствительность к ацетону и триметиламину и идеальному времени восстановления отклика, что выявило хорошую перспективу применения материала.

6. Газовые материалы использовали диоксид титана нано (TIO2)
Диоксид титана (TIO2)Газовые материалы имеют преимущества хорошей тепловой стабильности и простого процесса подготовки и постепенно становятся еще одним горячим материалом для исследователей. В настоящее время исследование газового датчика Nano-TiO2 фокусируется на наноструктуре и функционализации чувствительных материалов TIO2 с использованием новых нанотехнологий. Например, исследователи изготавливали полые волокна TiO2 микроспалений с помощью коаксиальной технологии электроспиннинга. Используя предварительную технологию застойного пламени, поперечный электрод многократно помещается в предшественник в качестве предшественника в качестве предшественника, а затем непосредственно вырастает, чтобы образовать пористую мембрану с наночастицами TiO2, что является чувствительным ответом на CO. Одновременно увеличивает упорядоченный аризол Tio2, а применяет аонизует, а не в применении.

7. Композиты оксида нано для газового материала
Свойства газового определения порошков оксидов нано металла можно улучшить легированием, что не только регулирует электрическую проводимость материала, но также улучшает стабильность и избирательность. Допинг элементов драгоценных металлов является общим методом, и такие элементы, как Au и Ag, часто используются в качестве легированных вон для улучшения характеристик газообразного оксида нано цинка. Нано-оксидные композитные газообразные материалы, в основном, включают легированный PD SNO2, PT-легированный γ-FE2O3 и многоэлементный добавленный в полой сфере материал, который можно реализовать путем контроля добавок, и температура восприятия, чтобы реализовать факультативное обнаружение NH3, H2S и Co. WO3 Film, тем самым повышая его чувствительность к NO2.

В настоящее время композиты оксида графена/нанометал стали горячей точкой в ​​материалах датчика газовых датчиков. Нанокомпозиты графена/SNO2 широко использовались в качестве обнаружения аммиака и сенсорных материалов NO2.