Kot glavni senzorji plinov v trdnem stanju se polprevodniški senzorji plina nano kovinskega oksida pogosto uporabljajo pri industrijski proizvodnji, okoljskem spremljanju, zdravstvenem varstvu in drugih poljih za visoko občutljivost, nizke stroške proizvodnje in preprosto merjenje signala. Trenutno se raziskave o izboljšanju lastnosti zaznavanja plina nano kovinskih oksidov zaznavajo predvsem na razvoj kovinskih oksidov nanoseke, kot sta nanostruktura in spreminjanje dopinga.

Nano kovinski oksidni polprevodniški senzorski materiali so predvsem SNO2, ZnO, Fe2O3, VO2, IN2O3, WO3, TIO2 itd. Komponente senzorjev so še vedno najbolj razširjeni uporovni plinski senzorji, tudi hitreje se razvijajo senzorji, ki niso odporni plini.

Trenutno je glavna raziskovalna smer priprava strukturiranih nanomaterialov z veliko specifično površino, kot so nanocevke, nanorodne matrike, nanoporozne membrane itd. Za povečanje adsorpcijske zmogljivosti plina in hitrosti difuzije plina ter s tem izboljšati občutljivost in hitrost odziva na plin materialov. Elementalno doping kovinskega oksida ali konstrukcija nanokompozitnega sistema, uvedene dopant ali sestavljene komponente lahko igrajo katalitično vlogo in lahko postanejo tudi pomožni nosilec za konstrukcijo nanostrukture in s tem izboljšajo celotno zmogljivost zaznavanja plinov zaznavnih materialov.

1. materiali za zaznavanje plina, ki se uporabljajo nano oksid (SNO2)

Kositer oksid (sno2) je nekakšen splošni občutljiv material, občutljiv na plin. Ima dobro občutljivost na pline, kot so etanol, H2S in CO. Njegova občutljivost za plin je odvisna od velikosti delcev in specifične površine. Nadzor velikosti nanopowderja SNO2 je ključ za izboljšanje občutljivosti na plin.

Na podlagi mezoporoznih in makroporoznih praškov nano tin oksida so raziskovalci pripravili senzorje debelega filma, ki imajo večjo katalitično aktivnost za oksidacijo CO, kar pomeni večjo aktivnost zaznavanja plina. Poleg tega je nanoporozna struktura postala vroča točka pri oblikovanju materialov za zaznavanje plina zaradi velikih SSA, bogatih kanalov difuzije plina in prenosa mase.

2

Železni oksid (Fe2O3)Ima dve kristalni obliki: alfa in gama, oba pa se lahko uporabljata kot materiala za zaznavanje plina, vendar imajo lastnosti zaznavanja plina velike razlike. α-FE2O3 spada v konstrukcijo korunduma, katere fizikalne lastnosti so stabilne. Njegov mehanizem za zaznavanje plina je pod nadzorom površin, njegova občutljivost pa je nizka. γ-FE2O3 spada v strukturo spinel in je metastabilen. Njegov mehanizem za zaznavanje plina je predvsem nadzor odpornosti telesa. Ima dobro občutljivost, vendar slabo stabilnost in je enostavno spremeniti na α-FE2O3 in zmanjšati občutljivost na plin.

Trenutna raziskava se osredotoča na optimizacijo sinteznih pogojev za nadzor morfologije nanodelcev Fe2O3, nato pa presejalni pregledi za ustrezne plinske občutljive materiale, kot so α-FE2O3 nanobeams, porozne α-FE2O3 nanorode, monodisperse α-FE2O3 nanostrukture, rabe α-FE2O3, rabe.

3. Materiali za zaznavanje plina so uporabili nano cinkov oksid (ZnO)
Cinkov oksid (ZnO)je tipičen površinsko nadzorovan material, občutljiv na plin. Senzor plina na osnovi ZnO ima visoko delovno temperaturo in slabo selektivnost, zaradi česar je veliko manj široko uporabljen kot nanopowders SNO2 in Fe2O3. Zato je priprava nove strukture ZnO nanomaterialov, modifikacija dopinga nano-ZnO za znižanje delovne temperature in izboljšanje selektivnosti v središču raziskav na nano ZnO za zaznavanje plina.

Trenutno je razvoj posameznega kristalnega nano-ZnO zaznavanja plina ena izmed obmejnih smeri, kot so senzorji plina nanorod z enojnim kristalom ZnO.

4. Materiali za zaznavanje plina, ki se uporabljajo nano indijev oksid (in2O3)
Indijev oksid (in2O3)je nastajajoči material za zaznavanje polprevodniškega plina N-tipa. V primerjavi s SNO2, ZnO, Fe2O3 itd. Ima široko vrzel v pasu, majhno upornost in visoko katalitično aktivnost ter visoko občutljivost na CO in NO2. Porozni nanomateriali, ki jih predstavlja Nano In2O3, so ena izmed nedavnih raziskovalnih žarišč. Raziskovalci so sintetizirali urejene mezoporozne materiale IN2O3 z mezoporoznim razmnoževanjem predloge silicijevega dioksida. Pridobljeni materiali imajo dobro stabilnost v območju 450-650 ° C, zato so primerni za senzorje plina z višjimi obratovalnimi temperaturami. So občutljivi na metan in se lahko uporabljajo za spremljanje eksplozije, povezane s koncentracijo.

5. Materiali za zaznavanje plina, ki se uporabljajo nano volframovi oksid (WO3)
WO3 nanodelcije polprevodniški material prehodne kovinske spojine, ki je bil široko preučen in uporabljen za svojo lastno lastnost za zaznavanje plina. Nano WO3 ima stabilne strukture, kot so triklinični, monoklinični in ortorhombični. Raziskovalci so nanodelce WO3 pripravili po metodi nano vprašljivosti z uporabo mezoporoznega SiO2 kot predloge. Ugotovljeno je bilo, da imajo monoklinski nanodelci WO3 s povprečno velikostjo 5 nm boljše zmogljivosti zaznavanja plina, senzorski pari, ki jih dobimo z elektroforetskim odlaganjem nanodelcev WO3, imajo nizke koncentracije NO2 visok odziv.

Homogena porazdelitev šesterokotnih faznih nanoklasterjev WO3 je bila sintetizirana z ionsko hidrotermalno metodo. Rezultati preskusov občutljivosti na plin kažejo, da ima senzor nanoklidenega plina WO3 nizko delovno temperaturo, visoko občutljivost na aceton in trimetilamin ter idealen čas obnavljanja odziva, kar razkriva dobro možnost uporabe materiala.

6. Materiali za zaznavanje plina so uporabili nano titanijev dioksid (TIO2)
Titanov dioksid (TiO2)Materiali za zaznavanje plina imajo prednosti dobre toplotne stabilnosti in preprostega postopka priprave ter postopoma postanejo še en vroče materiale za raziskovalce. Trenutno se raziskava plinskega senzorja Nano-TiO2 osredotoča na nanostrukturo in funkcionalizacijo materialov za zaznavanje TiO2 z uporabo nastajajoče nanotehnologije. Na primer, raziskovalci so s koaksialnim elektrospinning tehnologijo izdelali mikro-nano-lestvico votla tio2 vlaken. Z uporabo premikčane tehnologije zastojanega plamena se križna elektroda večkrat postavi v premikljan zastajajoč plamen s titanijevim tetraizopropoksidom kot predhodnikom, nato pa neposredno gojen, da tvori porozno membrano z nanodelci TiO2, kar je občutljivo odziv na CO, ki je hkrati za CO. SO2.

7. Nano oksidni kompoziti za material za zaznavanje plina
Lastnosti zaznavanja plina nano kovinskih oksidov v prahu lahko izboljšajo z dopingom, ki ne samo prilagodi električno prevodnost materiala, ampak tudi izboljša stabilnost in selektivnost. Doping iz plemenitih kovinskih elementov je pogosta metoda, elementi, kot sta Au in Ag, pa se pogosto uporabljajo kot dopants za izboljšanje zmogljivosti zaznavanja plina nano cinkovega oksida v prahu. Nano oksidni kompozitni materiali za zaznavanje plina vključujejo v glavnem PD dopirani SNO2, PT-dopirani γ-FE2O3 in več-elementov, ki so dodali in2O3 votlo sfero, ki ga je mogoče uresničiti z nadzorom dodatkov in zaznavnim temperaturom, da se izboljšajo, da bi se v2-ih filmov modificiralo s površino V2 in co. WO3 film in s tem izboljšuje svojo občutljivost na NO2.

Trenutno so kompoziti grafena/nano-metalnega oksida postali žarišče v materialih senzorjev plina. Nanokompoziti grafena/SNO2 so se široko uporabljali kot zaznavanje amoniaka in senzorske materiale NO2.