Si sensorë kryesorë të gazit të gjendjes së ngurtë, sensorët e gazit gjysmëpërçues të oksidit metalik nano përdoren gjerësisht në prodhimin industrial, monitorimin e mjedisit, kujdesin shëndetësor dhe fushat e tjera për ndjeshmërinë e tyre të lartë, koston e ulët të prodhimit dhe matjen e thjeshtë të sinjalit. Aktualisht, hulumtimi mbi përmirësimin e vetive të sensibilizimit të gazit të materialeve ndjerë të oksidit të metaleve nano përqendrohen kryesisht në zhvillimin e oksideve metalike nanoskale, siç janë nanostruktura dhe modifikimi i dopingut.

Materialet ndijore të oksidit të metaleve nano janë kryesisht SNO2, ZnO, Fe2O3, VO2, IN2O3, WO3, TiO2, etj. Komponentët e sensorit janë akoma sensorët më të përdorur të gazit rezistent, sensorët e gazrave jo rezistent po zhvillohen gjithashtu më shpejt.

Aktualisht, drejtimi kryesor i hulumtimit është përgatitja e nanomaterialeve të strukturuara me sipërfaqe të madhe specifike, të tilla si nanotubat, vargje nanorod, membranat nanoporale, etj. Doping elementar i oksidit të metaleve, ose ndërtimi i sistemit nanokomposite, komponentët e prezantuar të dopantit ose të përbërë mund të luajnë një rol katalitik, dhe gjithashtu mund të bëhen një bartës ndihmës për ndërtimin e nanostrukturës, duke përmirësuar kështu performancën e përgjithshme të gazit të materialeve ndjerë.

1. Materialet e ndjerë të gazit të përdorura oksid kallaji nano (SNO2)

Oksidi i kallajit (SNO2) është një lloj materiali i përgjithshëm i ndjeshëm i ndjeshëm ndaj gazit. Ka ndjeshmëri të mirë ndaj gazrave të tilla si etanoli, H2S dhe CO. Ndjeshmëria e tij e gazit varet nga madhësia e grimcave dhe sipërfaqja specifike e sipërfaqes. Kontrolli i madhësisë së nanopowderit SNO2 është çelësi për të përmirësuar ndjeshmërinë e gazit.

Bazuar në pluhurat e oksidit të kallajit mesopor dhe makropor nano, studiuesit përgatitën sensorë të filmave të trashë që kanë aktivitet më të lartë katalitik për oksidimin e CO, që do të thotë aktivitet më i lartë i ndjerë të gazit. Për më tepër, struktura nanoporike është bërë një vend i nxehtë në hartimin e materialeve që ndiejnë gazin për shkak të SSA -së së saj të madhe, shpërndarjes së pasur të gazit dhe kanaleve të transferimit në masë.

2. Materialet e ndjerë të gazit përdorën oksidin e hekurit nano (Fe2O3)

Oksidi i hekurit (Fe2O3)Ka dy forma kristal: alfa dhe gama, të dyja mund të përdoren si materiale për ndëshkimin e gazit, por vetitë e ndjerë të gazit të tyre kanë dallime të mëdha. α-FE2O3 i përket strukturës Corundum, vetitë fizike të së cilës janë të qëndrueshme. Mekanizmi i tij i ndjerë të gazit është i kontrolluar nga sipërfaqja, dhe ndjeshmëria e tij është e ulët. γ-FE2O3 i përket strukturës spinel dhe është e metastabile. Mekanizmi i tij i ndjerë të gazit është kryesisht kontroll i rezistencës së trupit. Ai ka ndjeshmëri të mirë por stabilitet të dobët, dhe është i lehtë për tu ndryshuar në α-FE2O3 dhe për të zvogëluar ndjeshmërinë e gazit.

Hulumtimi i tanishëm përqendrohet në optimizimin e kushteve të sintezës për të kontrolluar morfologjinë e nanopartikujve Fe2O3, dhe më pas ekzaminimin për materiale të përshtatshme të ndjeshme ndaj gazit, të tilla si nanobeams α-FE2O3, nanorodë poroze α-Fe2O3, etj.

3. Materialet e ndjerë të gazit përdorën oksidin e zinkut nano (ZnO)
Oksidi i zinkut (ZnO)është një material tipik i ndjeshëm ndaj gazit në sipërfaqe. Sensori i gazit me bazë ZnO ka një temperaturë të lartë operimi dhe selektivitet të dobët, duke e bërë atë shumë më pak të përdorur se nanopowders SNO2 dhe Fe2O3. Prandaj, përgatitja e strukturës së re të nanomaterialeve ZnO, modifikimi i dopingut të nano-zno për të zvogëluar temperaturën e funksionimit dhe për të përmirësuar selektivitetin është fokusi i hulumtimit në materialet e ndjerë të gazit Nano ZnO.

Aktualisht, zhvillimi i elementit të ndjerë të gazit të vetëm kristal nano-zno është një nga drejtimet kufitare, siç është sensorët e gazit nanorod të vetëm me zno.

4. Materialet e ndjerë të gazit përdorën oksid indium nano (IN2O3)
Oksidi i indiumit (IN2O3)është një material i ndjerë i gazit gjysmëpërçues i tipit N të tipit N. Krahasuar me SNO2, ZnO, Fe2O3, etj., Ai ka hendek të gjerë të brezit, rezistencë të vogël dhe aktivitet të lartë katalitik, dhe ndjeshmëri të lartë ndaj CO dhe NO2. Nanomaterialet poroze të përfaqësuara nga Nano IN2O3 janë një nga pikat e fundit të hulumtimeve. Studiuesit sintetizuan materiale mesoporike IN2O3 me anë të replikimit të shabllonit silicë mesopor. Materialet e marra kanë një stabilitet të mirë në intervalin 450-650 ° C, kështu që ato janë të përshtatshme për sensorët e gazit me temperatura më të larta operative. Ato janë të ndjeshme ndaj metanit dhe mund të përdoren për monitorimin e shpërthimit të lidhura me përqendrimin.

5. Materialet e ndjerë të gazit të përdorura oksid nano tungsten (WO3)
Nanopartikuj WO3është një material gjysmëpërçues i përbërjes metalike në tranzicion, i cili është studiuar gjerësisht dhe aplikuar për pronën e tij të mirë të ndjerë të gazit. Nano WO3 ka struktura të qëndrueshme si triklinik, monoklinik dhe orthorhombic. Studiuesit përgatitën nanopartikuj WO3 me metodë nano-casting duke përdorur SiO2 mesoporous si shabllon. U zbulua se nanopartikulat monoklinikë WO3 me një madhësi mesatare prej 5 nm kanë performancë më të mirë të ndjerë të gazit, dhe çiftet e sensorit të marra nga depozitimi elektroforetik i nanopartikujve WO3 përqendrime të ulëta të NO2 kanë një përgjigje të lartë.

Shpërndarja homogjene e fazës gjashtëkëndore WO3 nanoclusters u sintetizua me metodën e shkëmbimit të joneve. Rezultatet e testit të ndjeshmërisë së gazit tregojnë se sensori i gazit nanokluster i WO3 ka temperaturë të ulët të funksionimit, ndjeshmëri të lartë ndaj acetonit dhe trimetilaminës dhe kohës së rikuperimit të përgjigjes ideale, duke zbuluar një perspektivë të mirë të aplikimit të materialit.

6. Materialet e ndjerë të gazit të përdorura dioksid nano titan (TiO2)
Dioksidi i titanit (TiO2)Materialet e ndjerë të gazit kanë avantazhet e stabilitetit të mirë termik dhe procesit të thjeshtë të përgatitjes, dhe gradualisht janë bërë një material tjetër i nxehtë për studiuesit. Aktualisht, hulumtimi mbi sensorin e gazit nano-TIO2 përqendrohet në nanostrukturën dhe funksionalizimin e materialeve ndjerë TiO2 duke përdorur nanoteknologji në zhvillim. Për shembull, studiuesit kanë bërë fibra të uritur TiO2 të shkallës mikro-nano nga teknologjia e elektrospinning koaksiale. Duke përdorur teknologjinë e paramenduar të ndenjur të flakës, elektroda kryq është vendosur vazhdimisht në një flakë të ndenjur të paramenduar me tetraisopropoksid titan si pararendësi, dhe më pas rritet direkt në formimin e membranës poroze me nanopartikulat TiO2, që është përgjigje e ndjeshme ndaj CO. Njëkohësisht rrit nanotubin e porositur të nanotubit nga anodizimi dhe aplikimet e tij në atë që 22.

7. Kompozitat e oksidit nano për materialin e ndjerë të gazit
Karakteristikat e sensibilizimit të gazit të pluhurave të oksideve nano metalike që ndjehen mund të përmirësohen me doping, të cilat jo vetëm që rregullojnë përçueshmërinë elektrike të materialit, por gjithashtu përmirëson stabilitetin dhe selektivitetin. Doping i elementeve të çmuar metalikë është një metodë e zakonshme, dhe elementë të tillë si AU dhe AG shpesh përdoren si dopantë për të përmirësuar performancën e ndjerë të gazit të pluhurit të oksidit të zinkut nano. Materialet e ndjerë të gazit të përbërë nga oksidi nano përfshijnë kryesisht PD të dopeduar SNO2, PT-doped γ-FE2O3, dhe Multi-elementë shtuar in2o3 Hollow Sensing Material, i cili mund të realizohet duke kontrolluar aditivët dhe ndjesinë e temperaturës për të realizuar zbulimin zgjedhor të NH3, H2s dhe bashkë. film, duke përmirësuar kështu ndjeshmërinë e tij ndaj NO2.

Aktualisht, kompozitat e oksidit të grafenit/nano-metalit janë bërë një pikë e nxehtë në materialet e sensorit të gazit. Nanokompositet e grafenit/SNO2 janë përdorur gjerësisht si zbulim i amoniakut dhe materiale ndjerë NO2.