Asosiy qattiq holatdagi gaz sensorlari sifatida nanometall oksidli yarimo'tkazgichli gaz sensorlari yuqori sezuvchanlik, past ishlab chiqarish xarajati va oddiy signal o'lchash uchun sanoat ishlab chiqarish, atrof-muhit monitoringi, sog'liqni saqlash va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi.Hozirgi vaqtda nanometall oksidi sezgir materiallarning gazni sezish xususiyatlarini yaxshilash bo'yicha tadqiqotlar asosan nanostruktura va doping modifikatsiyasi kabi nano o'lchamdagi metall oksidlarini ishlab chiqishga qaratilgan.

Nano metall oksidi yarimo'tkazgichli sensorli materiallar asosan SnO2, ZnO, Fe2O3, VO2, In2O3, WO3, TiO2 va boshqalardir. Sensor komponentlari hali ham eng ko'p ishlatiladigan rezistiv gaz sensorlari bo'lib, qarshiliksiz gazlar sensorlari ham tezroq ishlab chiqilmoqda.

Hozirgi vaqtda asosiy tadqiqot yo'nalishi gazning adsorbsion qobiliyatini va gaz tarqalishi tezligini oshirish va shu bilan sezgirlik va javob tezligini yaxshilash uchun nanotubalar, nanorod massivlari, nanoporous membranalar va boshqalar kabi katta o'ziga xos sirt maydoniga ega tuzilgan nanomateriallarni tayyorlashdan iborat. materiallarning gazlanishiga.Metall oksidning elementar dopingi yoki nanokompozit tizimning qurilishi, kiritilgan dopant yoki kompozit komponentlar katalitik rol o'ynashi mumkin, shuningdek nanostrukturani qurish uchun yordamchi tashuvchiga aylanishi mumkin va shu bilan sensorning umumiy gazni sezish ko'rsatkichlarini yaxshilaydi. materiallar.

1. Nano qalay oksidi (SnO2) ishlatiladigan gazni aniqlash materiallari

Qalay oksidi (SnO2) umumiy sezgir gazga sezgir materialning bir turi.U etanol, H2S va CO kabi gazlarga yaxshi sezuvchanlikka ega. Uning gazga sezgirligi zarracha hajmi va o'ziga xos sirt maydoniga bog'liq.SnO2 nano kukuni hajmini nazorat qilish gaz sezgirligini oshirishning kalitidir.

Mesoporous va makroporous nano qalay oksidi kukunlari asosida tadqiqotchilar CO oksidlanishi uchun yuqori katalitik faollikka ega bo'lgan qalin plyonkali sensorlar tayyorladilar, bu esa yuqori gazni sezish faolligini anglatadi.Bundan tashqari, nano gözenekli struktura katta SSA, boy gaz tarqalishi va massa uzatish kanallari tufayli gazni aniqlash materiallarini loyihalashda issiq nuqtaga aylandi.

2. Nano temir oksidi (Fe2O3) ishlatiladigan gazni aniqlash materiallari

Temir oksidi (Fe2O3)ikkita kristall shaklga ega: alfa va gamma, ikkalasi ham gazni sezuvchi materiallar sifatida ishlatilishi mumkin, ammo ularning gazni sezish xususiyatlari katta farqlarga ega.a-Fe2O3 fizik xossalari barqaror bo'lgan korund tuzilishiga kiradi.Uning gazni sezish mexanizmi sirtdan boshqariladi va sezgirligi past.g-Fe2O3 shpinel tuzilishiga kiradi va metastabildir.Uning gazni sezish mexanizmi asosan tananing qarshiligini nazorat qilishdan iborat. U yaxshi sezuvchanlikka ega, ammo barqarorligi yomon va a-Fe2O3 ga o'zgarishi va gaz sezgirligini kamaytirish oson.

Hozirgi tadqiqot Fe2O3 nanozarrachalarining morfologiyasini nazorat qilish uchun sintez sharoitlarini optimallashtirishga, so'ngra gazga sezgir bo'lgan mos materiallarni, masalan, a-Fe2O3 nano nurlari, g'ovakli a-Fe2O3 nanorodlari, monodispers a-Fe2O3 nanostrukturalari, a-Fe2O3 nanostrukturalari, a-Fe2O2e kabi gazga sezgir materiallarni tekshirishga qaratilgan. nanomateriallar va boshqalar.

3. Nano-sink oksidi (ZnO) ishlatiladigan gazni aniqlash materiallari
Sink oksidi (ZnO)tipik sirtdan boshqariladigan gazga sezgir materialdir.ZnO asosidagi gaz sensori yuqori ish haroratiga va yomon selektivlikka ega, bu SnO2 va Fe2O3 nano kukunlariga qaraganda ancha kam qo'llaniladi.Shu sababli, ZnO nanomateriallarining yangi strukturasini tayyorlash, ish haroratini pasaytirish va selektivlikni yaxshilash uchun nano-ZnO ning doping modifikatsiyasi nano ZnO gazini aniqlash materiallari bo'yicha tadqiqotlar markazidir.

Hozirgi vaqtda yagona kristalli nano-ZnO gaz sensori elementini ishlab chiqish ZnO yagona kristalli nanorod gaz sensorlari kabi chegara yo'nalishlaridan biridir.

4. Nano indiy oksidi (In2O3) ishlatiladigan gazni aniqlash materiallari
Indiy oksidi (In2O3)yangi paydo bo'lgan n-tipli yarimo'tkazgichli gazni sezuvchi materialdir.SnO2, ZnO, Fe2O3 va boshqalar bilan taqqoslaganda, u keng tarmoqli oralig'iga, kichik qarshilik va yuqori katalitik faollikka va CO va NO2 ga yuqori sezuvchanlikka ega.Nano In2O3 bilan ifodalangan g'ovakli nanomateriallar so'nggi tadqiqot nuqtalaridan biridir.Tadqiqotchilar mezoporozli silika shablonini replikatsiya qilish orqali buyurtma qilingan mezoporous In2O3 materiallarini sintez qilishdi.Olingan materiallar 450-650 ° S oralig'ida yaxshi barqarorlikka ega, shuning uchun ular yuqori ish haroratiga ega bo'lgan gaz sensorlari uchun javob beradi.Ular metanga sezgir va konsentratsiya bilan bog'liq portlash monitoringi uchun ishlatilishi mumkin.

5. Nanovolfram oksidi (WO3) ishlatilgan gazni aniqlash materiallari
WO3 nanozarralariyaxshi gazni sezish xususiyati uchun keng o'rganilgan va qo'llaniladigan o'tish metall birikmasi yarim o'tkazgich materialidir.Nano WO3 triklin, monoklinik va ortorombik kabi barqaror tuzilmalarga ega.Tadqiqotchilar WO3 nanozarralarini shablon sifatida mezoporous SiO2 yordamida nano-quyma usuli bilan tayyorladilar.O'rtacha o'lchami 5 nm bo'lgan monoklinik WO3 nanozarralari gazni yaxshiroq sezish ko'rsatkichlariga ega ekanligi va WO3 nanozarrachalarini elektroforetik yotqizish natijasida olingan sensor juftlari NO2 ning past konsentratsiyasi yuqori javobga ega ekanligi aniqlandi.

Olti burchakli fazali WO3 nanoklasterlarining bir hil taqsimlanishi ion almashinuvi-gidrotermik usul bilan sintez qilindi.Gaz sezgirligi testi natijalari shuni ko'rsatadiki, WO3 nanoklasterli gaz sensori past ish haroratiga, aseton va trimetilaminga yuqori sezuvchanlikka va ideal javobni tiklash vaqtiga ega bo'lib, materialning yaxshi qo'llanilishi istiqbolini ochib beradi.

6. Nano titanium dioksid (TiO2) ishlatiladigan gazni aniqlash materiallari
Titan dioksidi (TiO2)gazni sezish materiallari yaxshi termal barqarorlik va oddiy tayyorlash jarayonining afzalliklariga ega va asta-sekin tadqiqotchilar uchun yana bir issiq materialga aylandi.Hozirgi vaqtda nano-TiO2 gaz sensori bo'yicha tadqiqotlar rivojlanayotgan nanotexnologiyadan foydalangan holda TiO2 sensori materiallarining nanostrukturasi va funksionallashuviga qaratilgan.Misol uchun, tadqiqotchilar koaksiyal elektrospinning texnologiyasi orqali mikro-nano-miqyosdagi ichi bo'sh TiO2 tolalarini yasadilar.Oldindan aralashtirilgan turg'un olov texnologiyasidan foydalangan holda, o'zaro faoliyat elektrod bir necha marta titan tetraizopropoksid bilan oldindan aralashtirilgan to'xtovsiz olovga joylashtiriladi va keyin to'g'ridan-to'g'ri o'stiriladi va CO ga sezgir bo'lgan TiO2 nanozarralari bilan g'ovakli membranani hosil qiladi. Bir vaqtning o'zida buyurtma qilingan TiO2 o'sadi. anodizatsiya orqali nanotube massivi va uni SO2 ni aniqlash uchun qo'llaydi.

7. Gazni sezuvchi material uchun nano oksidli kompozitlar
Nano metall oksidi kukunlarini sezuvchi materiallarning gazni sezish xususiyatlari doping orqali yaxshilanishi mumkin, bu nafaqat materialning elektr o'tkazuvchanligini sozlash, balki barqarorlik va selektivlikni ham yaxshilaydi.Qimmatbaho metall elementlarini doping qilish keng tarqalgan usul bo'lib, Au va Ag kabi elementlar ko'pincha nanosink oksidi kukunining gazni sezgirligini yaxshilash uchun qo'shimcha moddalar sifatida ishlatiladi.Nanooksidli kompozit gazni o'lchash materiallari asosan Pd qo'shilgan SnO2, Pt bilan qo'shilgan g-Fe2O3 va ko'p elementli qo'shilgan In2O3 ichi bo'sh sharni sezish materialini o'z ichiga oladi, bu qo'shimchalarni nazorat qilish va NH3, H2S va CO ni tanlab aniqlashni amalga oshirish uchun haroratni sezish orqali amalga oshirilishi mumkin. Bundan tashqari, WO3 nano-plyonkasi V2O5 qatlami bilan o'zgartirilib, WO3 plyonkasining gözenekli sirt tuzilishini yaxshilaydi va shu bilan uning NO2 ga sezgirligini oshiradi.

Hozirgi vaqtda grafen / nano-metall oksidi kompozitlari gaz sensori materiallarida issiq nuqtaga aylandi.Grafen/SnO2 nanokompozitlari ammiakni aniqlash va NO2 ni aniqlash materiallari sifatida keng qo'llanilgan.