Bilang pangunahing mga sensor ng solid-state gas, ang nano metal oxide semiconductor gas sensor ay malawakang ginagamit sa pang-industriya na paggawa, pagsubaybay sa kapaligiran, pangangalaga sa kalusugan at iba pang mga patlang para sa kanilang mataas na sensitivity, mababang gastos sa pagmamanupaktura at simpleng pagsukat ng signal. Sa kasalukuyan, ang pananaliksik sa pagpapabuti ng mga katangian ng sensing ng gas ng mga nano metal oxide sensing material na pangunahing nakatuon sa pagbuo ng nanoscale metal oxides, tulad ng nanostructure at doping modification.

Ang Nano Metal Oxide Semiconductor Sensing Materials ay pangunahing Sno2, ZnO, Fe2O3, Vo2, In2O3, WO3, TiO2, atbp.

Sa kasalukuyan, ang pangunahing direksyon ng pananaliksik ay upang maghanda ng mga nakabalangkas na nanomaterial na may malaking tiyak na lugar ng ibabaw, tulad ng mga nanotubes, nanorod arrays, nanoporous membranes, atbp. Ang elemental na doping ng metal oxide, o ang pagtatayo ng nanocomposite system, ang ipinakilala na dopant o composite na mga sangkap ay maaaring maglaro ng isang catalytic role, at maaari ring maging isang pandiwang pantulong na carrier para sa pagtatayo ng nanostructure, sa gayon pinapabuti ang pangkalahatang pagganap ng sensing ng gas ng mga sensing material.

1. Gas Sensing Materials Ginamit Nano Tin Oxide (SNO2)

Tin oxide (SNO2) ay isang uri ng pangkalahatang sensitibong materyal na sensitibo sa gas. Ito ay may mahusay na pagiging sensitibo sa mga gas tulad ng ethanol, H2S at CO. Ang pagiging sensitibo ng gas nito ay nakasalalay sa laki ng butil at tiyak na lugar ng ibabaw. Ang pagkontrol sa laki ng SNO2 nanopowder ay ang susi sa pagpapabuti ng pagiging sensitibo ng gas.

Batay sa mesoporous at macroporous nano tin oxide powders, inihanda ng mga mananaliksik ang mga makapal na film na sensor na may mas mataas na aktibidad ng catalytic para sa co oxidation, na nangangahulugang mas mataas na aktibidad ng sensing ng gas. Bilang karagdagan, ang istraktura ng nanoporous ay naging isang mainit na lugar sa disenyo ng mga materyales sa sensing ng gas dahil sa malaking SSA, mayaman na pagsasabog ng gas at mga channel ng paglipat ng masa.

2. Gas Sensing Materials Ginamit Nano Iron Oxide (Fe2O3)

Iron oxide (Fe2O3)ay may dalawang mga form na kristal: alpha at gamma, kapwa maaaring magamit bilang mga materyales sa sensing ng gas, ngunit ang mga katangian ng sensing ng gas ay may malaking pagkakaiba. Ang α-Fe2O3 ay kabilang sa istruktura ng corundum, na ang mga pisikal na katangian ay matatag. Ang mekanismo ng sensing ng gas nito ay kinokontrol sa ibabaw, at ang pagiging sensitibo nito ay mababa. Ang γ-Fe2O3 ay kabilang sa istraktura ng spinel at masusukat. Ang mekanismo ng gas sensing nito ay pangunahing kontrol sa paglaban sa katawan.Ito ay may mahusay na pagiging sensitibo ngunit hindi magandang katatagan, at madaling baguhin sa α-Fe2O3 at bawasan ang pagiging sensitibo ng gas.

Ang kasalukuyang pananaliksik ay nakatuon sa pag-optimize ng mga kondisyon ng synthesis upang makontrol ang morpolohiya ng Fe2O3 nanoparticles, at pagkatapos ay screening para sa angkop na mga materyal na sensitibo sa gas, tulad ng α-Fe2O3 nanobeams, porous α-Fe2O3 nanorods, monodisperse α-Fe2O3 nanostructures, mesopores α-Fe2O3 nanomaterials, atbp.

3. Gas Sensing Materials Ginamit Nano Zinc Oxide (ZnO)
Zinc Oxide (ZnO)ay isang pangkaraniwang materyal na kinokontrol na gas-sensitive na materyal. Ang sensor ng gas na nakabase sa ZNO ay may mataas na temperatura ng operating at hindi magandang pagpili, na ginagawang mas malawak na ginagamit kaysa sa SNO2 at Fe2O3 nanopowder. Samakatuwid, ang paghahanda ng bagong istraktura ng ZnO nanomaterial, doping modification ng nano-ZnO upang mabawasan ang temperatura ng operating at pagbutihin ang selectivity ay ang pokus ng pananaliksik sa mga nano zno gas sensing materials.

Sa kasalukuyan, ang pag-unlad ng solong crystal nano-zno gas sensing element ay isa sa mga direksyon ng hangganan, tulad ng ZnO solong kristal na nanorod gas sensor.

4. Gas Sensing Materials Ginamit Nano Indium Oxide (IN2O3)
Indium oxide (IN2O3)ay isang umuusbong na n-type na semiconductor gas sensing material. Kung ikukumpara sa SNO2, ZnO, Fe2O3, atbp, mayroon itong malawak na agwat ng banda, maliit na resistivity at mataas na aktibidad ng catalytic, at mataas na pagiging sensitibo sa CO at NO2. Ang mga porous nanomaterial na kinakatawan ng Nano In2O3 ay isa sa mga kamakailang hotspots ng pananaliksik. Ang mga mananaliksik ay synthesized na iniutos ng mesoporous in2O3 na mga materyales sa pamamagitan ng mesoporous silica template replication. Ang mga nakuha na materyales ay may mahusay na katatagan sa saklaw ng 450-650 ° C, kaya angkop ang mga ito para sa mga sensor ng gas na may mas mataas na temperatura ng operating. Ang mga ito ay sensitibo sa mitein at maaaring magamit para sa pagsubaybay sa pagsabog na may kaugnayan sa konsentrasyon.

5. Mga Gas Sensing Materials Ginamit Nano Tungsten Oxide (WO3)
WO3 nanoparticlesay isang transition metal compound semiconductor material na malawak na pinag -aralan at inilapat para sa mahusay na pag -aari ng gas sensing. Ang Nano WO3 ay may matatag na istruktura tulad ng triclinic, monoclinic at orthorhombic. Inihanda ng mga mananaliksik ang WO3 nanoparticles sa pamamagitan ng pamamaraan ng nano-casting gamit ang mesoporous SiO2 bilang template. Napag -alaman na ang monoclinic WO3 nanoparticles na may average na laki ng 5 nm ay may mas mahusay na pagganap ng sensing ng gas, at ang mga pares ng sensor na nakuha ng electrophoretic deposition ng WO3 nanoparticles na mababang konsentrasyon ng NO2 ay may mataas na tugon.

Ang homogenous na pamamahagi ng hexagonal phase WO3 nanoclusters ay synthesized ng ion exchange-hydrothermal na pamamaraan. Ang mga resulta ng pagsubok sa sensitivity ng gas ay nagpapakita na ang WO3 nanoclustered gas sensor ay may mababang temperatura ng operating, mataas na sensitivity sa acetone at trimethylamine at perpektong oras ng pagbawi ng pagtugon, na naghahayag ng isang mahusay na pag -asam ng aplikasyon ng materyal.

6. Mga Gas Sensing Materials Ginamit Nano Titanium Dioxide (TiO2)
Titanium Dioxide (TiO2)Ang mga materyales sa sensing ng gas ay may mga pakinabang ng mahusay na katatagan ng thermal at simpleng proseso ng paghahanda, at unti -unting naging isa pang mainit na materyal para sa mga mananaliksik. Sa kasalukuyan, ang pananaliksik sa nano-TiO2 gas sensor ay nakatuon sa nanostructure at pag-andar ng mga materyales na sensing ng TiO2 sa pamamagitan ng paggamit ng umuusbong na nanotechnology. Halimbawa, ang mga mananaliksik ay gumawa ng micro-nano-scale guwang na mga hibla ng TiO2 sa pamamagitan ng coaxial electrospinning na teknolohiya. Gamit ang premixed stagnant flame na teknolohiya, ang cross electrode ay paulit -ulit na inilalagay sa isang premixed stagnant flame na may titanium tetraisopropoxide bilang precursor, at pagkatapos ay direktang lumaki upang mabuo ang porous membrane na may tiO2 nanoparticle, na kung saan ay sensitibong tugon sa co.

7. Nano oxide composite para sa gas sensing material
Ang mga katangian ng sensing ng gas ng mga nano metal oxides powders sensing material ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng doping, na hindi lamang inaayos ang elektrikal na kondaktibiti ng materyal, ngunit nagpapabuti din sa katatagan at pagpili. Ang doping ng mahalagang mga elemento ng metal ay isang pangkaraniwang pamamaraan, at ang mga elemento tulad ng AU at Ag ay madalas na ginagamit bilang mga dopant upang mapabuti ang pagganap ng sensing ng gas ng nano zinc oxide powder. Nano oxide composite gas sensing material higit sa lahat ay kasama ang PD doped SNO2, pt-doped γ-Fe2O3, at multi-elemento idinagdag in2O3 guwang sphere sensing material, na maaaring matanto sa pamamagitan ng pagkontrol ng mga additives at sensing temperatura upang mapagtanto ang elective detection ng NH3, H2S at co. Pelikula, sa gayon pinapabuti ang pagiging sensitibo nito sa NO2.

Sa kasalukuyan, ang mga graphene/nano-metal na mga composite ng oxide ay naging isang hotspot sa mga materyales sa sensor ng gas. Ang Graphene/SNO2 nanocomposites ay malawakang ginagamit bilang ammonia detection at NO2 sensing materials.