ווי הויפּט האַרט-שטאַט גאַז סענסאָרס, נאַנאָ מעטאַל אַקסייד סעמיקאַנדאַקטער גאַז סענסאָרס זענען וויידלי געניצט אין אינדוסטריעלע פּראָדוקציע, ינווייראַנמענאַל מאָניטאָרינג, געזונט זאָרגן און אנדערע פעלדער פֿאַר זייער הויך סענסיטיוויטי, נידעריק מאַנופאַקטורינג קאָס און פּשוט סיגנאַל מעזשערמאַנט.דערווייַל, פאָרשונג אויף דער פֿאַרבעסערונג פון גאַז סענסינג פּראָפּערטיעס פון נאַנאָ מעטאַל אַקסייד סענסינג מאַטעריאַלס דער הויפּט פאָקוס אויף דער אַנטוויקלונג פון נאַנאָסקאַלע מעטאַל אַקסיידז, אַזאַ ווי נאַנאָסטרוקטורע און דאָפּינג מאָדיפיקאַטיאָן.

נאַנאָ מעטאַל אַקסייד סעמיקאַנדאַקטער סענסינג מאַטעריאַלס זענען דער הויפּט SnO2, ZnO, Fe2O3,VO2, In2O3, WO3, TiO2, אאז"ו ו. די סענסער קאַמפּאָונאַנץ זענען נאָך די מערסט וויידלי געניצט רעסיסטיווע גאַז סענסאָרס, ניט-ריזיסטיוו גאַסיז סענסאָרס זענען אויך דעוועלאָפּעד מער געשווינד.

דערווייַל, די הויפּט פאָרשונג ריכטונג איז צו צוגרייטן סטראַקטשערד נאַנאָמאַטעריאַל מיט גרויס ספּעציפיש ייבערפלאַך געגנט, אַזאַ ווי נאַנאָטובעס, נאַנאָראָד ערייז, נאַנאָפּאָראָוס מעמבריינז, אאז"ו ו צו גאַז פון די מאַטעריאַלס.די עלעמענטאַל דאָפּינג פון די מעטאַל אַקסייד, אָדער די קאַנסטראַקשאַן פון די נאַנאָקאָמפּאָסיטע סיסטעם, די ינטראָודוסט דאָפּאַנט אָדער קאַמפּאַזאַט קאַמפּאָונאַנץ קענען שפּילן אַ קאַטאַליטיק ראָלע, און קענען אויך ווערן אַ אַגזיליערי טרעגער פֿאַר קאַנסטראַקטינג די נאַנאָסטרוקטורע, דערמיט ימפּרוווינג די קוילעלדיק גאַז סענסינג פאָרשטעלונג פון די סענסינג. מאַטעריאַלס.

1. גאַז סענסינג מאַטעריאַלס געניצט נאַנאָ טין אַקסייד (SnO2)

צין אַקסייד (SnO2) איז אַ מין פון אַלגעמיין שפּירעוודיק גאַז שפּירעוודיק מאַטעריאַל.עס האט גוט סענסיטיוויטי צו גאַסאַז אַזאַ ווי עטאַנאָל, ה2ס און קאָו, זייַן גאַז סענסיטיוויטי דעפּענדס אויף די פּאַרטאַקאַל גרייס און ספּעציפיש ייבערפלאַך געגנט.קאַנטראָולינג די גרייס פון SnO2 נאַנאָפּאַודער איז דער שליסל צו פֿאַרבעסערן גאַז סענסיטיוויטי.

באַזירט אויף מעסאָפּאָראָוס און מאַקראָפּאָראָוס נאַנאָ צין אַקסייד פּאַודערז, די ריסערטשערז צוגעגרייט דיק-פילם סענסאָרס וואָס האָבן העכער קאַטאַליטיק טעטיקייט פֿאַר CO אַקסאַדיישאַן, וואָס מיטל העכער גאַז סענסינג טעטיקייט.אין אַדישאַן, די נאַנאָפּאָראָוס סטרוקטור איז געווארן אַ הייס אָרט אין די פּלאַן פון גאַז סענסינג מאַטעריאַלס רעכט צו זיין גרויס SSA, רייַך גאַז דיפיוזשאַן און מאַסע אַריבערפירן טשאַנאַלז.

2. גאַז סענסינג מאַטעריאַלס געניצט נאַנאָ יראָן אַקסייד (Fe2O3)

אייַזן אַקסייד (Fe2O3)האט צוויי קריסטאַל פארמען: אַלף און גאַמאַ, ביידע פון ​​וואָס קענען ווערן געניצט ווי גאַז סענסינג מאַטעריאַלס, אָבער די גאַז סענסינג פּראָפּערטיעס פון זיי האָבן גרויס דיפעראַנסיז.α-Fe2O3 געהערט צו קאָרונדום סטרוקטור, וועמענס גשמיות פּראָפּערטיעס זענען סטאַביל.זייַן גאַז סענסינג מעקאַניזאַם איז ייבערפלאַך קאַנטראָולד, און זייַן סענסיטיוויטי איז נידעריק.γ-Fe2O3 געהערט צו ספּינעל סטרוקטור און איז מעטאַסטאַבאַל.זייַן גאַז סענסינג מעקאַניזאַם איז דער הויפּט גוף קעגנשטעל קאָנטראָל. עס האט גוט סענסיטיוויטי אָבער נעבעך פעסטקייַט, און איז גרינג צו טוישן צו α-Fe2O3 און רעדוצירן גאַז סענסיטיוויטי.

די איצטיקע פאָרשונג פאָוקיסיז אויף אָפּטימיזינג די סינטעז טנאָים צו קאָנטראָלירן די מאָרפאָלאָגי פון פע2אָ3 נאַנאָפּאַרטיקלעס, און דערנאָך זיפּונג פֿאַר פּאַסיק גאַז-שפּירעוודיק מאַטעריאַלס, אַזאַ ווי α-Fe2O3 נאַנאָבעמס, פּאָרעז α-Fe2O3 נאַנאָראָדס, מאָנאָדיספּערסע α-Fe2O3 נאַנאָסטרוקטורעס, מעסאָפּאָרעס α-Fe2O3. נאַנאָמאַטעריאַלן, עטק.

3. גאַז סענסינג מאַטעריאַלס געניצט נאַנאָ זינק אַקסייד (זנאָ)
צינק אַקסייד (זנאָ)איז אַ טיפּיש ייבערפלאַך-קאַנטראָולד גאַז-שפּירעוודיק מאַטעריאַל.די ZnO-באזירט גאַז סענסער האט אַ הויך אַפּערייטינג טעמפּעראַטור און נעבעך סעלעקטיוויטי, וואָס מאכט עס פיל ווייניקער וויידלי געניצט ווי SnO2 און Fe2O3 נאַנאָפּאָודערז.דעריבער, דער צוגרייטונג פון נייַ סטרוקטור פון ZnO נאַנאָמאַטיריאַל, דאָפּינג מאָדיפיקאַטיאָן פון נאַנאָ-זנאָ צו רעדוצירן אַפּערייטינג טעמפּעראַטור און פֿאַרבעסערן סעלעקטיוויטי איז דער פאָקוס פון פאָרשונג אויף נאַנאָ זנאָ גאַז סענסינג מאַטעריאַלס.

דערווייַל, די אַנטוויקלונג פון איין קריסטאַל נאַנאָ-זנאָ גאַז סענסינג עלעמענט איז איינער פון די גרענעץ אינסטרוקציעס, אַזאַ ווי ZnO איין קריסטאַל נאַנאָראָד גאַז סענסאָרס.

4. גאַז סענסינג מאַטעריאַלס געניצט נאַנאָ ינדיום אַקסייד (ינ2אָ3)
ינדיום אַקסייד (ינ2אָ3)איז אַן ימערדזשינג n-טיפּ סעמיקאַנדאַקטער גאַז סענסינג מאַטעריאַל.קאַמפּערד מיט SnO2, ZnO, Fe2O3, אאז"ו ו, עס האט ברייט באַנד ריס, קליין רעסיסטיוויטי און הויך קאַטאַליטיק טעטיקייט, און הויך סענסיטיוויטי צו CO און NO2.פּאָרעז נאַנאָמאַטעריאַלס רעפּריזענטיד דורך נאַנאָ In2O3 זענען איינער פון די לעצטע פאָרשונג האָצפּאָץ.די ריסערטשערז סינטאַסייזד אָרדערד מעסאָפּאָראָוס ינ 2 אָ 3 מאַטעריאַלס דורך רעפּלאַקיישאַן פון מעסאָפּאָראָוס סיליקאַ מוסטער.די באקומען מאַטעריאַלס האָבן גוט פעסטקייַט אין די קייט פון 450-650 °C, אַזוי זיי זענען פּאַסיק פֿאַר גאַז סענסאָרס מיט העכער אַפּערייטינג טעמפּעראַטורעס.זיי זענען שפּירעוודיק צו מעטיין און קענען זיין געוויינט פֿאַר קאַנסאַנטריישאַן-פֿאַרבונדענע יקספּלאָוזשאַן מאָניטאָרינג.

5. גאַז סענסינג מאַטעריאַלס געניצט נאַנאָ טונגסטאַן אַקסייד (WO3)
WO3 נאַנאָפּאַרטיקלעסאיז אַ יבערגאַנג מעטאַל קאַמפּאַונד סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַל וואָס איז וויידלי געלערנט און געווענדט פֿאַר זייַן גוט גאַז סענסינג פאַרמאָג.נאַנאָ WO3 האט סטאַביל סטראַקטשערז אַזאַ ווי טריקליניק, מאָנאָקליניק און אָרטהאָראָמביק.די ריסערטשערז צוגעגרייט WO3 נאַנאָפּאַרטיקלעס דורך נאַנאָ-קאַסטינג אופֿן ניצן מעסאָפּאָראָוס SiO2 ווי מוסטער.עס איז געפונען אַז די מאָנאָקליניק WO3 נאַנאָפּאַרטיקלעס מיט אַ דורכשניטלעך גרייס פון 5 נם האָבן בעסער גאַז סענסינג פאָרשטעלונג, און די סענסער פּערז באקומען דורך ילעקטראָופאָרעטיק דעפּאַזישאַן פון WO3 נאַנאָפּאַרטיקלעס נידעריק קאַנסאַנטריישאַנז פון NO2 האָבן אַ הויך ענטפער.

די כאָומאַדזשיניאַס פאַרשפּרייטונג פון כעקסאַגאַנאַל פאַסע WO3 נאַנאָקלוסטערז איז סינטאַסייזד דורך יאָן וועקסל-הידראָטהערמאַל אופֿן.די גאַז סענסיטיוויטי טעסט רעזולטאַטן ווייַזן אַז די WO3 נאַנאָקלאַסטערד גאַז סענסער האט נידעריק אַפּערייטינג טעמפּעראַטור, הויך סענסיטיוויטי צו אַסאַטאָון און טרימעטהילאַמינע און אַ ידעאַל ענטפער אָפּזוך צייט, ריווילינג אַ גוט אַפּלאַקיישאַן פּראָספּעקט פון דעם מאַטעריאַל.

6. גאַז סענסינג מאַטעריאַלס געניצט נאַנאָ טיטאַניום דייאַקסייד (טיאָ 2)
טיטאַניום דייאַקסייד (TiO2)גאַז סענסינג מאַטעריאַלס האָבן די אַדוואַנטידזשיז פון גוט טערמאַל פעסטקייַט און פּשוט צוגרייטונג פּראָצעס, און ביסלעכווייַז ווערן אן אנדער הייס מאַטעריאַל פֿאַר ריסערטשערז.דערווייַל, די פאָרשונג אויף נאַנאָ-TiO2 גאַז סענסער פאָוקיסיז אויף די נאַנאָסטרוקטורע און פאַנגקשאַנאַליזיישאַן פון TiO2 סענסינג מאַטעריאַלס דורך ניצן ימערדזשינג נאַנאָטעטשנאָלאָגי.פֿאַר בייַשפּיל, ריסערטשערז האָבן געמאכט מיקראָ-נאַנאָ-וואָג פּוסט TiO2 פייבערז דורך קאָואַקסיאַל עלעקטראָספּינינג טעכנאָלאָגיע.ניצן די פּרעמיקסעד סטאַגנאַנט פלאַם טעכנאָלאָגיע, די קרייַז ילעקטראָוד איז ריפּיטידלי געשטעלט אין אַ פּרעמיקסעד סטאַגנאַנט פלאַם מיט טיטאַניום טעטראַיסאָפּראָפּאָקסידע ווי די פּריקערסער, און דעמאָלט גלייך דערוואַקסן צו פאָרעם אַ פּאָרעז מעמבראַנע מיט TiO2 נאַנאָפּאַרטיקלעס, וואָס איז שפּירעוודיק ענטפער צו CO. נאַנאָטובע מענגע דורך אַנאָדיזאַטיאָן און אַפּלייז עס צו די דיטעקשאַן פון SO2.

7. נאַנאָ אַקסייד קאַמפּאַזאַץ פֿאַר גאַז סענסינג מאַטעריאַל
די גאַז סענסינג פּראָפּערטיעס פון נאַנאָ מעטאַל אַקסיידז פּאַודערז סענסינג מאַטעריאַלס קענען זיין ימפּרוווד דורך דאָפּינג, וואָס ניט בלויז אַדזשאַסטיד די עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי פון דעם מאַטעריאַל, אָבער אויך ימפּרוווז די פעסטקייַט און סעלעקטיוויטי.דאָפּינג פון טייַער מעטאַל עלעמענטן איז אַ פּראָסט אופֿן, און עלעמענטן אַזאַ ווי Au און Ag זענען אָפט געניצט ווי דאָפּאַנץ צו פֿאַרבעסערן די גאַז סענסינג פאָרשטעלונג פון נאַנאָ צינק אַקסייד פּודער.נאַנאָ אַקסייד קאָמפּאָסיטע גאַז סענסינג מאַטעריאַלס דער הויפּט אַרייַננעמען Pd דאָפּט SnO2, Pt-Doped γ-Fe2O3, און מולטי-עלעמענט צוגעלייגט In2O3 פּוסט קויל סענסינג מאַטעריאַל, וואָס קענען זיין איינגעזען דורך קאַנטראָולינג אַדאַטיווז און סענסינג טעמפּעראַטור צו פאַרשטיין ילעקטיוו דיטעקשאַן פון NH3, H2S און CO אין אַדישאַן, WO3 נאַנאָ פילם איז מאַדאַפייד מיט אַ שיכטע פון ​​V2O5 צו פֿאַרבעסערן די פּאָרעז ייבערפלאַך סטרוקטור פון WO3 פילם, און דערמיט ימפּרוווינג זייַן סענסיטיוויטי צו NO2.

דערווייַל, גראַפענע / נאַנאָ-מעטאַל אַקסייד קאַמפּאַזאַץ האָבן ווערן אַ האָצפּאָט אין גאַז סענסער מאַטעריאַלס.גראַפענע / סנאָ2 נאַנאָקאָמפּאָסיטעס האָבן שוין וויידלי געניצט ווי אַמאָוניאַ דיטעקשאַן און NO2 סענסינג מאַטעריאַלס.