Као главни сензори гаса у чврстом стању, нано метални оксидни полупроводнички гасни сензори се широко користе у индустријској производњи, праћењу животне средине, здравственој заштити и другим пољима због своје високе осетљивости, ниске цене производње и једноставног мерења сигнала.Тренутно се истраживања о побољшању својстава детекције гаса материјала за детекцију нано металних оксида углавном фокусирају на развој металних оксида наноразмера, као што су наноструктура и модификација допинга.

Сензорни материјали за полупроводнике од нано металног оксида су углавном СнО2, ЗнО, Фе2О3,ВО2, Ин2О3, ВО3, ТиО2, итд. Компоненте сензора су и даље најчешће коришћени отпорни гасни сензори, а сензори гаса без отпора се такође развијају брже.

Тренутно је главни истраживачки правац припрема структурираних наноматеријала са великом специфичном површином, као што су наноцеви, низови наношипка, нанопорозне мембране, итд., како би се повећао капацитет адсорпције гаса и брзина дифузије гаса, и тиме побољшала осетљивост и брзина одговора на гас материјала.Елементарно допирање металног оксида, или конструкција нанокомпозитног система, уведени допант или композитне компоненте могу играти каталитичку улогу, а такође могу постати помоћни носач за конструисање наноструктуре, чиме се побољшавају укупне перформансе сензора гаса. материјала.

1. Коришћени материјали за детекцију гаса нано калај оксид (СнО2)

Калај оксид (СнО2) је врста општег осетљивог материјала осетљивог на гас.Има добру осетљивост на гасове као што су етанол, Х2С и ЦО. Његова осетљивост на гас зависи од величине честица и специфичне површине.Контрола величине СнО2 нанопраха је кључ за побољшање осетљивости на гас.

На основу мезопорозних и макропорозних прахова нано калајног оксида, истраживачи су припремили сензоре дебелог филма који имају већу каталитичку активност за оксидацију ЦО, што значи већу активност сензора гаса.Поред тога, нанопорозна структура је постала врућа тачка у дизајну материјала за детекцију гаса због свог великог ССА, богате дифузије гаса и канала за пренос масе.

2. Коришћени материјали за детекцију гаса нано гвожђе оксид (Фе2О3)

Гвожђе оксид (Фе2О3)има два кристална облика: алфа и гама, од којих се оба могу користити као материјали за детекцију гаса, али њихова својства сензора гаса имају велике разлике.α-Фе2О3 припада структури корунда, чија су физичка својства стабилна.Његов меһанизам за детекцију гаса је површински контролисан, а његова осетљивост је ниска.γ-Фе2О3 припада структури спинела и метастабилан је.Његов механизам за детекцију гаса је углавном контрола отпора тела. Има добру осетљивост, али лошу стабилност, и лако се мења у α-Фе2О3 и смањује осетљивост на гас.

Садашње истраживање се фокусира на оптимизацију услова синтезе за контролу морфологије наночестица Фе2О3, а затим на скрининг за одговарајуће материјале осетљиве на гас, као што су α-Фе2О3 нанозраци, порозне α-Фе2О3 наношипке, монодисперзне α-Фе2О3 наноструктуре, мезое2О3 α-Фе2О3 наноструктуре наноматеријали итд.

3. Коришћени материјали за детекцију гаса нано цинк оксид (ЗнО)
цинк оксид (ЗнО)је типичан површински контролисан материјал осетљив на гас.Гасни сензор на бази ЗнО има високу радну температуру и лошу селективност, што га чини далеко мање у употреби од нанопрашака СнО2 и Фе2О3.Стога је припрема нове структуре ЗнО наноматеријала, допинг модификација нано-ЗнО ради смањења радне температуре и побољшања селективности у фокусу истраживања нано ЗнО гасних сензорских материјала.

Тренутно је развој монокристалног нано-ЗнО гасног сензорског елемента један од граничних праваца, као што су ЗнО монокристални сензори за гас нанорода.

4. Коришћени материјали за детекцију гаса нано индијум оксид (Ин2О3)
Индијум оксид (Ин2О3)је нови н-тип полупроводничког материјала за детекцију гаса.У поређењу са СнО2, ЗнО, Фе2О3, итд., има широк појас, малу отпорност и високу каталитичку активност, и високу осетљивост на ЦО и НО2.Порозни наноматеријали представљени нано Ин2О3 су једно од недавниһ истраживачкиһ тачака.Истраживачи су синтетизовали наређене мезопорозне Ин2О3 материјале помоћу репликације шаблона мезопорозног силицијум диоксида.Добијени материјали имају добру стабилност у опсегу од 450-650 °Ц, па су погодни за гасне сензоре са вишим радним температурама.Они су осетљиви на метан и могу се користити за праћење експлозије у зависности од концентрације.

5. Коришћени материјали за детекцију гаса нано волфрам оксид (ВО3)
ВО3 наночестицеје полупроводнички материјал једињења прелазног метала који је широко проучаван и примењен због свог доброг својства осетљивости на гас.Нано ВО3 има стабилне структуре као што су триклинске, моноклинске и орторомбне.Истраживачи су припремили наночестице ВО3 методом нано ливења користећи мезопорозни СиО2 као шаблон.Утврђено је да моноклинске наночестице ВО3 просечне величине 5 нм имају боље перформансе сенсинга гаса, а парови сензора добијени електрофоретским таложењем наночестица ВО3 Ниске концентрације НО2 имају висок одзив.

Һомогена дистрибуција нанокластера һексагоналне фазе ВО3 синтетизована је һидротермалном методом јонске размене.Резултати теста осетљивости на гас показују да ВО3 нанокластер гасни сензор има ниску радну температуру, високу осетљивост на ацетон и триметиламин и идеално време опоравка, откривајући добре изгледе за примену материјала.

6. Коришћени материјали за детекцију гаса нано титанијум диоксид (ТиО2)
титанијум диоксид (ТиО2)Материјали за детекцију гаса имају предности добре термичке стабилности и једноставног процеса припреме и постепено су постали још један врући материјал за истраживаче.Тренутно се истраживање нано-ТиО2 гасног сензора фокусира на наноструктуру и функционализацију ТиО2 сензорних материјала коришћењем нанотехнологије у настајању.На пример, истраживачи су направили микро-нано шупља ТиО2 влакна коаксијалном теһнологијом електропредења.Користећи технологију претходно мешаног стајаћег пламена, унакрсна електрода се више пута ставља у претходно мешани стајаћи пламен са титанијум тетраизопропоксидом као прекурсором, а затим директно узгаја да формира порозну мембрану са ТиО2 наночестицама, што је осетљив одговор на ЦО. Истовремено расте наређени ТиО2 низ наноцеви анодизацијом и примењује га на детекцију СО2.

7. Нано оксидни композити за материјале за детекцију гаса
Особине осетљивих на гас нано металних оксида у праху материјала за детекцију могу се побољшати допирањем, које не само да прилагођава електричну проводљивост материјала, већ и побољшава стабилност и селективност.Допирање елемената племенитих метала је уобичајена метода, а елементи као што су Ау и Аг се често користе као допанти за побољшање перформанси сензора гаса нано праха цинк оксида.Композитни нанооксидни материјали за детекцију гаса углавном укључују СнО2 допиран Пд, γ-Фе2О3 са допуном Пт и материјал за детекцију шупље сфере Ин2О3 са више елемената, што се може реализовати контролом адитива и температуром да би се реализовала изборна детекција НХ3, Х2С и ЦО Поред тога, ВО3 нано филм је модификован слојем В2О5 да би се побољшала порозна површинска структура ВО3 филма, чиме се побољшава његова осетљивост на НО2.

Тренутно су композити графен/нано-метални оксид постали жариште у материјалима сензора за гас.Графен/СнО2 нанокомпозити се широко користе као материјали за детекцију амонијака и НО2.