气敏材料ZnSnO3的制备

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ZnSnO3纳米粉体的制备及气敏特性

Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＺＳＯ３ｐｗｄｒｓｓｎｈｓｚｄｂｏ－ｅｔｏｎｔｅｓｓｅｏｉｃａｉｉｎａｄＺｓｔｅｎｎｏｅｓｉｙｔｅｉｙｓｌｇｌｍｅｈｄｉｈｙｔｍｆｃｔｃｄｗｔＳｎｎａｈｅｉｒｈ
ｓｒｎａｅａｓＴｅｓｕｔｒｄｃｓｌｔｔｏｔｗｅｒｄｔｒｉｅｎａ — ｙｉｒｃｍｔｒＸＤ．ｔｔｇｍｔｒｌｈｔｃｅａｒｔａｅｐｄｒｅｅｍｎｄｏｎＸｒｆａｔｅｅ（Ｒ）ａｉｉ．ｒｕｎｙａｓｅｆｈｏａｅａｄｏＴｅｓａｅａｄｓｅａｅａａｚｄｗｔｅｈｌｏａｓｉｉｌｔｎｍｃｓｏｙ（Ｅ．ｅｒｓｌｈｗｔｅｈｈｐｎｉｒｎｙｅｉｔｅｆｒｍｓｏｅｃｏｉｒｃｐＴＭ）Ｔｕｓｓｏｚｌｈｈｐｔｎｓｎｅｒｏｈｅｔｈ
关键词：溶胶一凝胶法；气敏材料；原性气体还中图分类号：０４．４６５５２文献标识码：Ａ文章编号：１０－９８（０７０－０４一４００７７２０）４０１ｏ
Ｐｅａａｉｎａｄｇｊｅｓｉｉｒｐｒｉ￣ｏａｏｔｒｒｐｒｔｎ｛ｓｎｉｖｔｐｏｅｔｏｌＳｔｙｅｆｎｎｍｅｅ
杜慧，新书牛，蒋凯
（．１河南师范大学化学与环境科学学院河南省环境污染控制重点实验室，南新乡４３０；河５０７
２安阳工学院化工系，．河南安阳４５０）５００

ZnSnO3中空微球的表面改性及其气敏性能研究

ZnSnO3中空微球的表面改性及其气敏性能研究ZnSnO3中空微球的表面改性及其气敏性能研究一、引言气敏材料具有广泛的应用领域，如环境监测、工业控制和医疗诊断等。

其中，氧化物半导体材料由于其良好的气敏特性和可调控性而备受关注。

ZnSnO3是一种具有较高的带隙能隙和优异的气敏性能的金属氧化物。

近年来，ZnSnO3中空微球作为一种新型气敏材料，因其较大的比表面积和空心结构而受到了广泛的关注。

二、ZnSnO3中空微球的制备1. 模板法制备中空微球模板法制备中空微球是一种常见且简便的方法。

首先，选择一种合适的模板，例如聚苯乙烯微球，通过乳液共聚合或自组装的方法制备模板。

然后，将ZnSnO3前驱体溶液浸渍在模板表面，并通过热处理将前驱体转化为ZnSnO3。

最后，使用盐酸或超声波等方法将模板去除，得到ZnSnO3中空微球。

2. 水热法制备中空微球水热法是制备ZnSnO3中空微球的另一种常见方法。

首先，将适量的ZnCl2和SnCl4溶解在水溶液中，并加入一定量的模板。

随后，将混合溶液在高温高压的条件下进行水热反应。

最后，经过洗涤和干燥处理，得到ZnSnO3中空微球。

三、ZnSnO3中空微球的表面改性为了进一步改善ZnSnO3中空微球的气敏性能，可以通过表面改性的方法来引入其他元素或化合物。

常用的表面改性方法有沉积法、离子交换法和溶胶-凝胶法等。

1. 沉积法沉积法是将其他金属、氧化物或有机物等沉积在ZnSnO3中空微球表面以增加其气敏性能。

例如，可以通过浸渍方法将Pt、Au、Ag等催化剂沉积在中空微球表面，以增强其对某些气体的敏感性。

2. 离子交换法离子交换法是通过将具有所需性能的离子与ZnSnO3中空微球中的离子交换，从而改变其表面性质。

例如，可以将Sn4+离子与Cu2+离子进行交换，以增加中空微球的导电性和对某些气体的响应能力。

3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米氧化物的方法。

通过溶胶中的化学反应和凝胶的形成，可以将添加剂纳入ZnSnO3中空微球中，改变其晶体结构和表面化学性质。

气敏材料的制备及其气敏性能研究

气敏材料的制备及其气敏性能研究随着人类社会的发展，环境污染问题日益突显，如何对环境进行有效的监控和治理成为了亟待解决的问题。

其中，气体污染监测是环境监测的重要分支，而气敏材料的研究及其应用在气体污染监测方面具有重要意义。

气敏材料是一类能对某种气体或气体混合物产生敏感响应的材料，可以对气体浓度、组成等进行检测。

当前，气敏材料的种类繁多，主要包括半导体气敏材料、金属氧化物气敏材料、有机气敏材料等。

半导体气敏材料的制备通常采用溶胶-凝胶法、气相沉积法、离子束溅射法等多种方法，其中，溶胶-凝胶法由于操作简单、成本低廉、制备设备简单等优点，已成为半导体气敏材料制备的首选方法。

溶胶-凝胶法主要是将金属离子或有机物离子与适当的溶剂混合形成胶体，经过凝胶、热处理等工艺制备出气敏材料。

金属氧化物气敏材料的制备主要采用溶胶-凝胶法、物理气相沉积法、化学气相沉积法等方法。

与半导体气敏材料不同，金属氧化物气敏材料的制备通常需要高温煅烧，以提高晶体质量和敏感性。

有机气敏材料的制备主要采用溶剂聚合、原位合成、溶液法等方法，由于有机气敏材料的特殊结构以及溶液制备过程中易于控制，因此在制备过程中需要特别注意溶液粘度、聚合速率等因素。

此外，有机气敏材料的应用范围相对狭窄，多用于检测有机气体或挥发性有机化合物。

从制备过程来看，气敏材料的制备技术难度较大，需要一定的操作技能和实验经验。

另外，制备出来的气敏材料敏感性能也受到多种因素的影响，如晶体结构、纯度、晶界等。

因此，在实际应用中，需要针对具体的检测对象和检测要求进行优化和改进，以提高气敏材料的敏感性和选择性。

气敏材料的气敏性能是用来评价材料对目标气体响应的强弱及可靠性的重要指标之一。

气敏性能包括敏感度、选择性、响应时间、稳定性等指标。

其中，敏感度是评价材料检测目标气体浓度的能力，当目标气体浓度发生一定变化时，敏感度能够反映材料对浓度变化产生的响应。

选择性是评价材料检测目标气体和其他气体的区分能力，即材料对不同气体的响应差异程度。

TiO2掺杂ZnSnO3气敏材料结构及气敏性能研究

ＹＵｏｇ，ＬｎＹＥｕａｇＳｆｎ
（ｉｈａＣｌｇｆｒｆｓｉｎａｄＴｃｎｌｇＪｎｕ２０７，ｈｎ）Ｊｎｕｏｌｅｏｏｅｓｏｎｅｈｏｏｙ，ｉｈａ３１０ＣｉａｅＰ
ＡｓａｔＡｎｗｇｓｅｓｉｅｍｔａｗｓａｒａｄｖｔｄｃｎｔｉＴｏ）ｏｔｉｃｃｍｌｘｄＺＳＯ）ｉｒｅｂｔｃｅａｎｉｖａｒｌａｂｉｔｉｉｒｕｉｇｔｉａ（ｉ２ｔｉｚｏｐｅｏｉｅ（ｎｎ３ｗｔｔｅｒｓｔｅｆｃｅａｎｏｉｉｎｎｎｘｈｈ
在传统的气敏材料研究中，ＳＯ、ｅＯ等金属以ｎＦ
第３３卷第４期
２０年０ｌ
兵器材料科学与工程
０ＲＤＮＡＮＴＥＡＬＳＩＣＥＭＡＲＩＣＥＮＣＥＡＮＤＮＧＩＥＲＩＥＮＥＮＧ
Ｖｌ３ｏ４０＿Ｎ．３
０月７
Ｊｌ，２１ｕｙ００
ＴＯ掺杂ＺＳＯ气敏材料结构及气敏性能研究ｉ２ｎｎ３
ｄｆｒｎｔｏｓＴｏｅｐａｎｔｅｄｆｒｎｅｏｒｐｒｅｍｏｇｔｅｔｒｅａｄｔｎｍｅｈｄ，ｔｅｃｍｐｓｉｎａｄｍｉｍｓｒｃｕｅｉｅｅｔｍｅｈｄ．ｘｌｉｈｉｅｅｃｆｐｏｅｔｓａｎｈｅｄｉｏｔｏｓｈｏｏｉｏｎｃｔｔｒｆｆｉｈｉｔｕ
余龙．素芳叶
（华职业技术学院制药与材料工程学院，金浙江金华３１０）２０７

制备纳米级氧化锌并用于气体传感器

制备纳米级氧化锌并用于气体传感器随着电子信息技术的迅速发展，气体传感器在环境监测、燃气检测等领域已经得到了广泛的应用。

在气体传感器中，氧化锌作为一种重要的半导体材料，其敏感特性与独特的电学、光学和化学性质被广泛关注。

其中，纳米级氧化锌作为一种新型的半导体材料，具有较高的比表面积和优异的电学性能，可以有效地提高气体传感器的灵敏度和选择性。

纳米级氧化锌的制备方法纳米级氧化锌的制备方法主要有气相法、溶胶-凝胶法、电沉积法、物理气相沉积法、水热合成法等。

其中，物理气相沉积法是一种常用的制备方法，其制备流程如下：1. 首先，将氧化锌粉末和载流子气体（如氮气、氢气、氦气等）混合后，加热到较高的温度（通常在500℃至1000℃之间）。

2. 将氧化锌原料的蒸汽脱质子化并沉积在基底上，形成纳米级氧化锌材料。

在沉积的过程中，可以通过控制载流子气体和沉积时间等参数，调节产物的晶粒大小、形状和取向等性能。

3. 最后，通过退火等方式对产物进行处理，可以进一步改善其晶体结构和性能。

以上制备方法简单，容易操作，且得到的产物具有高度的均一性和活性。

纳米级氧化锌的应用于气体传感器气体传感器通常通过材料对目标气体的识别和敏感程度来实现气体检测。

在此基础上，纳米级氧化锌作为一种典型的传感器材料，具有以下几个优点：1. 比表面积大：纳米级氧化锌具有金属氧化物材料所具有的极高比表面积，这可以增加传感器与目标气体之间的接触面积，提高检测效率。

2. 传感特性优异：氧化锌具有良好的半导体特性，其在接触到氧化性和还原性气体时会发生电子的传输变化。

因此，纳米级氧化锌可以非常灵敏地对气体进行检测和识别，并且可以通过单一材料进行多种气体的检测。

3. 结构和形貌可控：玻璃、陶瓷、塑料等基底可以通过沉积不同晶面的氧化锌纳米材料来实现不同的性质和形貌，从而对各种目标气体实现选择性识别。

基于纳米级氧化锌的气体传感器可以用来检测诸如NH3、NO2、CO、甲醛等环境污染物、燃料气体、生化气体等多种气体，具有高可靠性、高准确性、高灵敏度和更好的选择性。

新型气敏材料的制备及其应用

新型气敏材料的制备及其应用随着现代科技的不断发展，新型气敏材料的研制和应用越来越得到人们的关注。

气敏材料可以根据外部环境的变化而引起电学或光学响应，因此被广泛应用于环境监测、气体传感、智能控制等领域。

本文将介绍气敏材料的类型、制备方法以及应用领域，并探讨未来的研究方向。

一、气敏材料的类型气敏材料可以分为以下几类：1. 金属氧化物：如氧化锌、二氧化钛等。

金属氧化物可以通过改变其晶格结构、表面形貌、杂质掺杂等方式来调控其灵敏度和特异性，从而达到更好的气敏性能。

2. 半导体材料：如硅、锗等。

半导体材料通常通过掺杂、界面修饰等方法来提高其气敏特性。

3. 聚合物材料：如聚苯胺、聚丙烯等。

聚合物材料具有机械柔性、化学稳定性、可撤销性等特点，在气敏传感领域有广泛应用前景。

二、气敏材料的制备方法气敏材料的制备方法也有多种，主要包括以下几种：1. 溶胶–凝胶法该方法利用溶胶的生长作用将溶液中的原子或分子聚集成一定形状的胶体，再通过热处理或懒人热处理等方式将其转化为气敏材料。

2. 水热法该方法利用高温高压下的水热条件，使得原材料在水热条件下充分反应，从而形成气敏材料。

3. 模板法该方法使用模板进行成型，通过对模板形貌的控制可以获得具有不同孔径和形状的气敏材料。

4. 微乳液法该方法将水、油和表面活性剂混合形成微乳液，再将原材料加入微乳液中进行反应，从而制备出气敏材料。

三、气敏材料的应用领域1. 环境监测气敏材料可以用于监测有害气体的浓度，如一氧化碳、二氧化氮等。

这种浓度监测在空气污染、工业生产等方面非常有用，可以提前发现危险并采取相应的措施。

2. 气体传感气敏材料可以用于气体传感，例如检测酒精浓度、甲烷含量以及有毒气体等。

这种传感器可以在开车时检测酒精浓度，从而提醒司机不要酒后驾车。

3. 智能控制在智能控制方面，气敏材料可以用于控制智能家居的温度、湿度等参数。

例如，在室内温度过高时，可以启动风扇或调节空调以降低室内温度，从而提供更舒适的生活条件。

ZnSnO_3纳米粉体的制备及其Cl_2气敏性能研究

ZnSnO_3纳米粉体的制备及其Cl_2气敏性能研究
杜慧;牛新书;蒋凯
【期刊名称】《信阳师范学院学报：自然科学版》
【年(卷),期】2007(20)1
【摘要】以Sn粒和Zn粒为原料,在柠檬酸体系中,用溶胶凝胶法合成了纳米ZnSnO3粉体.用XRD、TEM对产物的组成、粒径大小、形貌进行了表征.结果表明:产物为平均粒径10 nm左右的圆球形颗粒.采用静态配气法测试了不同烧结温度下材料对氧化性气体的气敏性能,发现烧结温度为700℃的纳米ZnSnO3材料在最佳工作温度为360℃对体积分数为5×10-5的氯气的灵敏度高达1 973,而且对其他气体有很好的抗干扰能力.元件的响应恢复特性良好,响应时间和恢复时间分别为2 s和10 s.
【总页数】5页(P66-69)
【关键词】ZnSnO3;溶胶凝胶法;气敏材料;氯气
【作者】杜慧;牛新书;蒋凯
【作者单位】河南师范大学化学与环境科学学院河南省环境污染控制重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】O645.542
【相关文献】
1.气相法制备的WO3纳米粉体对CH4气敏性能的影响 [J], 李巍; 蒋晓瑜; 陈文哲
掺杂SnO2纳米粉体的制备及其对乙醇气敏性能的影响研究 [J], 徐新淼;赵洁
婷
3.ZnSnO_3纳米粉体的合成及其气敏特性研究 [J], 徐甲强;刘艳丽;牛新书
4.高纯纳米ZnSnO_3气敏材料的制备及气敏性能 [J], 王中长;刘天模;余龙;利佳;李家鸣
5.TiO_2掺杂ZnSnO_3气敏材料结构及气敏性能研究 [J], 余龙;叶素芳
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ZnSnO_3的微波合成与表征

徐蓉 (1987－)，女，汉族，江西师范大学硕士研究生，主要从事无机纳米材料的研究。
钟声亮（1977－），男，汉族，副教授，博士，江西师范大学化学化工锡酸钠和廉价的硫酸锌为原料，利用快速节能的微波技术合成了 ZnSnO3 微米球和纳米立方块。用 SEM 和 XRD 对产物进行了表征，XRD 结果表明，在微波条件下只需 30 min 即可获得结晶度较好的锡酸锌，SEM 结果显示，锡酸锌微米球的直径在 0.5 μm-1.5 μm 之间，锡酸锌纳米立方块的平均尺寸在 150 nm 左右。关键词：锡酸锌; 微波; 纳米材料
1.3 样品的表征
XRD 衍射图用 Philips X’Pert Pro Super Xray 衍射仪测定 (λ=1.541 78魡)。扫描电镜图片用 JEOL JSM-6700 型场发射扫描电镜拍摄。
2 结果与讨论
2.1 产物的 SEM 分析
图 1 是不同条件下合成的样品的 SEM 图。图 1a 是按方法一合成的产物的 SEM 图，图 1b 是按方法二合成的产物的 SEM 图。从图可知，在反应物中添加氨水时，产物为类球形的颗粒，尺寸在 0.5 μm-1.5 μm 左右；不添加氨水时得到产物为纳米立方块，平均尺寸在 150 nm 左右。由此可知，氨水的加入对产物的形貌和尺寸有较大影响。这可
3 结语
a 加氨水，b 不加氨水图 2 样品的 XRD 图
1) 以硫酸锌和锡酸钠为原料，用微波法快速合成了 ZnSnO3 微米球和纳米立方块，结果表明，在微波条件下只需 30 min 即可获得结晶度较好的锡酸锌。
26
第 6 卷第 3 期 2009 年 6 月
纳米科技
Nanoscience ＆ Nanotechnology

ZnSnO3基复合材料的制备及对正丁醇气敏性能的研究

ZnSnO3基复合材料的制备及对正丁醇气敏性能的研究ZnSnO3基复合材料的制备及对正丁醇气敏性能的研究摘要：本文利用溶胶-凝胶法和湿化学法相结合的方法，制备出一种新型的ZnSnO3基复合材料，并研究了该复合材料对正丁醇的气敏性能。

实验结果表明，ZnSnO3基复合材料对正丁醇具有良好的气敏性能，其响应时间快、灵敏度高。

本研究为进一步发展基于ZnSnO3的气敏材料提供了新的思路。

1. 引言气体传感器是一类能够通过对气体的电学性质变化来实现气体检测和分析的设备。

近年来，随着纳米技术的发展，金属氧化物材料因其独特的电学性质和较高的化学稳定性而成为气体传感器的研究热点。

其中，ZnSnO3作为一种新型的半导体材料，具有优良的光电特性和高度的加工可控性。

然而，单一的ZnSnO3材料对气体的敏感性较低，为了提高其气敏性能，研究人员主要通过制备ZnSnO3基复合材料来改变其表面形貌和结构。

本文选取ZnSnO3为基础材料，利用溶胶-凝胶法和湿化学法相结合的方法制备出复合型材料，并对其对正丁醇的气敏性能进行了研究。

2. 实验部分2.1 材料制备首先，使用溶胶-凝胶法制备ZnSnO3的基础材料。

将适量的氯化锌和氯化锡加入无水乙醇中，并划分为两个容器中分别搅拌，直至溶解。

然后，将两个容器中的溶液混合并搅拌均匀，得到预酮体溶液。

随后，将预酮体溶液置于110℃的恒温槽中，静置1小时，使其干燥。

最后，将预酮体加热至700℃，保温2小时，得到ZnSnO3粉末。

其次，利用湿化学法制备复合型材料。

将得到的ZnSnO3粉末分别与不同添加剂的水溶液混合，并加热至80℃左右搅拌2小时。

然后，将溶液过滤后得到沉淀，并继续加热至120℃左右搅拌2小时。

最后，将沉淀中的杂质清洗掉，得到复合型材料的粉末。

2.2 实验测试使用扫描电子显微镜(SEM)对制备的样品进行表面形貌观察，通过X射线衍射(XRD)技术分析其晶体结构。

气敏性能测试采用气体敏感性测试仪，测试不同浓度正丁醇气体下样品的电阻变化曲线。

偏锡酸锌材料的制备及气敏性能的研究

偏锡酸锌材料的制备及气敏性能的研究偏锡酸锌材料的制备及气敏性能的研究近年来，由于环境污染和人们生活条件的改变，对气体污染的关注度日益增加。

因此，研究和开发高效的气敏材料成为了热点领域之一。

偏锡酸锌材料由于其优异的气敏性能而备受关注。

本文将探讨偏锡酸锌材料的制备方法和其气敏性能的研究。

首先，我们来了解一下什么是偏锡酸锌材料。

偏锡酸锌材料是一种半导体气敏材料，它通常是以锡和锌为主要原料，经过特定的制备工艺得到的。

偏锡酸锌材料具有较高的电阻率和特别的气敏特性，能够快速且准确地响应环境中的气体浓度的变化，被广泛应用于气体传感器、空气质量监测和环境治理等领域。

偏锡酸锌材料的制备过程通常包括以下几个步骤。

首先，选取高纯度的锡和锌作为原料，通过煅烧和球磨等工艺使其达到粉末状。

然后，通过溶液法或固相反应等途径，将锡和锌的粉末混合均匀，制备成所需的化合物。

接下来，将化合物进行烧结处理，以获得具有特定结构和性能的偏锡酸锌材料。

最后，通过表面处理和形状成型等工艺，使偏锡酸锌材料适应不同的应用需求。

通过不同的制备工艺，可以得到不同形貌和晶体结构的偏锡酸锌材料。

例如，采用水热法制备偏锡酸锌材料可以得到具有高比表面积和较大孔隙的纳米颗粒，这种颗粒有利于提高材料的气敏性能。

此外，通过调控煅烧温度和时间等因素，可以改变偏锡酸锌材料的晶格常数和晶粒尺寸，从而进一步调控其电学性能和气敏特性。

偏锡酸锌材料的气敏性能主要体现在其对目标气体的敏感度和选择性方面。

研究表明，偏锡酸锌材料对一些常见的有机气体和有害气体具有较高的敏感度，如甲醛、二氧化氮和氨气等。

同时，偏锡酸锌材料对其他气体的响应较低，表现出较好的选择性。

这使其成为一种理想的气体传感器材料。

进一步研究发现，偏锡酸锌材料的气敏性能与其晶体结构、表面形貌和掺杂离子等因素密切相关。

例如，在制备过程中引入少量的稀土离子或过渡金属等掺杂原子，可以显著改善偏锡酸锌材料的敏感性和响应速度。

此外，通过修饰材料的表面，如引入纳米颗粒和纳米线等结构，还可以增强材料的气敏性能。

ZnSnO3气敏材料研究进展

第 48 卷第 8 期2019 年 8 月Vol.48 No.8Aug. 2019化工技术与开发Technology & Development of Chemical IndustryZnSnO 3气敏材料研究进展孔祥磊，高　天，王彩红（滨州学院化工与安全学院，山东滨州 256600）摘　要：作为一种重要的半导体气敏材料，ZnSnO 3气敏传感器被用于检测甲醛、丙酮、乙醇、三乙胺等气体。

本文综述了近年来，不同方法制备的ZnSnO 3气敏材料以及金属和金属氧化物掺杂的ZnSnO 3气敏材料的研究进展，指出ZnSnO 3气敏材料的不足及未来的研究发展方向。

关键词：ZnSnO 3；制备；掺杂；气敏性能中图分类号：TB 381 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2019)08-0040-04通信联系人：王彩虹，E-mail: wch2808@收稿日期：2019-05-09人们对环境问题日益重视，对易燃、易爆、有毒气体的监控和检测也提出了更高的要求。

ZnO、SnO 2、WO 3、NiO、Co 3O 4等二元半导体金属氧化物作为气敏材料，因反应灵敏、制备简单、成本低廉等优点，已被广泛深入地研究，但在实际应用中，也存在着工作温度高、选择性差等缺点，阻碍其进一步的应用发展。

近年来，ABO 3钙钛矿型复合金属氧化物CdSnO 3、LaFeO 3、ZnSnO 3等[1-3]，因其灵敏度高、选择性好和稳定性好等优点，引起研究者的广泛关注。

ZnSnO 3为立方面心密堆积，因其独特的晶体结构，常存在氧空位，氧空位能吸附大量的氧，提高了材料在低温下对还原性气体的氧化活性[4]。

同时ZnSnO 3中的Zn 和Sn 原子可以被其他金属离子部分取代，形成晶体缺陷结构，这些结构缺陷直接影响材料的气敏性能。

因此，与单一的金属氧化物相比，ZnSnO 3是一种性能优异、有发展前景的新型气敏材料。

1　ZnSnO 3的制备及气敏性能材料的气敏性能不仅取决于其组成，还取决于其结构、形貌、尺寸等[5]。

贵金属掺杂纳米偏锡酸锌气敏性能及其机理分析

第31卷第12期重庆大学学报Vol.31No.122008年12月Journal of Chongqing UniversityDec.2008 文章编号:10002582X (2008)1221355205贵金属掺杂纳米偏锡酸锌气敏性能及其机理分析刘天模,甘浩宇,曾　文(重庆大学材料科学与工程学院,重庆400030)摘　要:运用共沉淀法制备出纳米ZnSnO 3粉末,X 射线衍射仪(XRD )分析为纯的ZnSnO 3相,透射电镜(TEM )分析表明粒度达到纳米级。

利用传统的旁热厚膜制备工艺制备了纯ZnSnO 3及其掺杂贵金属的气敏传感器,测试了气敏性能。

通过对气体吸附机理和扫描电子显微镜(SEM )对敏感层的分析解释气敏性能提高的原因。

结果表明:Ag +、Pd 2+的掺杂可提高器件对C 2H 5O H 的灵敏度,对H 2敏感度的提高达到15倍以上。

掺杂阻碍了基体晶粒的长大,使其表面不规则且有较多气孔,这是气敏性能提高的主要原因。

关键词:偏锡酸锌;贵金属;掺杂;纳米;传感器中图分类号:TP212.2文献标志码:AG as sensing properties and mechanism of zinc stannate thick f ilmgas sensors by doping noble metal catalystsLI U Tian 2mo ,G AN Hao 2yu ,ZE NG Wen(College of Materials Science and Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400030,P.R.China )Abstract :Nano 2ZnSnO 3powders were p repared by t he cop recipitation met hod ,using ZnSO 4・7H 2O SnCl 4・5H 2O as t he starting material.The ceramic powders were characterized by X 2ray diffraction and t ransmission elect ron microscopy.Pure and noble metal 2doped ZnSnO 3t hick film gas sensors were fabricated by an indirect heating process and t he gas sensing p roperties were tested.The reason for t he above improvement was analyzed on a gas sensing mechanism and t he basis of morp hology observation of t hese t hick film sensors.The result s show t hat t he sensitivities of t hese t hick sensors to combustible gases ,such as C 2H 5O H and H 2,are greatly improved.Gas sensitivities of t hick sensors wit h doping metallic irons ,including Ag +and Pd 2+to hydrogen gas ,are fifteen times greater t han t hat of p ure ZnSnO 3t hick film sensors.The grain size is inhibited and more gas holes cover t he surface by doping metallic irons ,t he key reason for t he improved gas 2sensing properties.K ey w ords :zinc stannate ;noble metal ;doping ;nano ;sensors 随着现代工业的发展,在生产中使用的气体原料和生产过程中产生的气体的种类和数量也不断增加,这对检测气体的气敏传感器的要求也越来越高[125]。

一种室温硫化氢气敏材料及气敏元件的制备方法[发明专利]

专利名称：一种室温硫化氢气敏材料及气敏元件的制备方法专利类型：发明专利
发明人：袁志好,刘向薇,齐高璨
申请号：CN201710798348.3
申请日：20170907
公开号：CN107673397A
公开日：
20180209
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出了一种工作温度为室内环境温度的硫化氢气敏材料以及气敏元件的制备方法，属气体传感器领域。

所述气敏材料，采用溶液生长法将ZnO纳米阵列原位生长到基体后，对ZnO纳米阵列进行金纳米颗粒修饰，再将其置于HS气氛中钝化形成ZnS惰性保护层，最终获得金纳米颗粒修饰的氧化锌/硫化锌核壳结构气敏元件。

室内环境温度条件下，所得元件对超低浓度的HS仍有较好响应，且高度可重复，同时还具有制备方法简单、成本低及能耗低等优点，符合硫化氢气敏传感器要求。

申请人：天津理工大学
地址：300384 天津市西青区宾水西道391号
国籍：CN
代理机构：天津耀达律师事务所
代理人：侯力
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气敏材料的制备及表征

气敏材料的制备及表征现在越来越多的领域开始使用气敏材料，在煤气检测、空气质量监测、恒温恒湿等领域都有非常广泛的应用。

因此，气敏材料的研究也开始受到人们的关注。

这篇文章将介绍气敏材料的制备及表征。

制备气敏材料的制备方法有很多种，包括溶胶凝胶法、电化学法、电沉积法、物理气相沉积等等。

下面我们将简单介绍其中几种常用的制备方法。

1. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种基于溶胶与凝胶操纵的制备方法，常见的材料有二氧化钛、金属氧化物、碳纳米管等。

这种方法主要是将溶液中的成分基于其相互作用形态转化成凝胶，并通过热处理、光照和高能粒子束等手段，形成所需要的材料。

2. 电化学法电化学方法是一种可控性强的化学方法，可以通过调整电位，在溶液中使所需原料氧化还原，最终实现气敏材料的合成。

这种方法主要应用于金属氧化物、金属硫化物等材料的制备。

3. 物理气相沉积法物理气相沉积法是一种利用高温或者高压将源物质按照某种比例进行沉积的方法。

这种方法普遍适用于纳米级材料制备，是一种热力学稳定的方法。

表征制备出来的气敏材料需要进行表征，通过对气敏材料的表征结果进行分析，可以深入了解材料的物理和化学特性，为后续的应用提供可靠的依据。

1. 红外光谱法红外光谱法是一种常见的表征材料的方法，它可以通过引入红外光对材料进行测量，从而了解材料分子的主要结构特性，如它们的键合情况和三维构型。

通过这种方法可以快速、准确地确定材料的结构。

2. 恒温恒湿法恒温恒湿法是测量气敏材料温度和湿度对材料特性的影响的实验方法。

研究材料在不同温度和湿度下的响应特性，可以在特定温度和湿度下工作状态下，实现材料的最佳响应。

3. 扫描电镜法扫描电镜法是一种通过高速粒子的撞击测量材料表面特征及结构形态的方法。

这种方法可以提供有关电子显微镜和产生的电子图像的细节，让研究人员了解样品的表面形貌以及组件的数目和大小分布。

总结气敏材料的制备及表征是一项重要的研究领域。

需要不断地探索制备方法、表征方法，提高气敏材料的发现和制备效率以及性能表现。

气敏材料的制备及其在气体传感器中的应用研究

气敏材料的制备及其在气体传感器中的应用研究气体传感器是一种适用于环境监测、工业控制以及医疗诊断等领域的重要设备。

其核心部件即为气敏材料，其能够对气体成分的微小变化做出高度敏感的反应，从而实现气体的准确检测和识别。

本文将探讨气敏材料的制备及其在气体传感器中的应用研究。

一、气敏材料的制备1.1 化学沉淀法化学沉淀法是一种常用的气敏材料制备方法。

其原理是通过调节溶液的pH值、温度和化学物质的种类及浓度等条件，使得反应物在水溶液中离子化，进而形成纳米级或微米级的颗粒，从而实现气敏材料的制备。

1.2 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将膠体溶解在溶剂中，制成溶胶，然后通过一定的处理技术使得溶胶形成凝胶的方法。

该方法制备的气敏材料具有较高的比表面积和孔隙率，可大幅增加气体分子与材料的接触面积，提高气体检测的灵敏度。

1.3 物理气相沉积法物理气相沉积法是一种利用高温等条件使得气相反应物发生化学反应，从而在基底上沉积出气敏材料的方法。

该方法的优点在于基底表面光洁，制备的气敏材料具有高度可控性和较好的稳定性。

二、气敏材料在气体传感器中的应用研究2.1 甲烷气敏传感器甲烷是一种常见的工业原料，但其易燃易爆的性质也使其成为潜在的安全隐患。

在甲烷气体检测领域，气敏传感器具有广泛的应用前景。

通过调节气敏材料和传感器的工作温度等条件，可以实现对甲烷气体的快速响应和准确识别。

2.2 二氧化硫气敏传感器二氧化硫是一种有害气体，其具有强烈的腐蚀性和致癌性。

在二氧化硫气体检测领域，气敏传感器可以通过利用气敏材料对二氧化硫气体的高灵敏度，从而实现对空气质量的快速检测和监测。

2.3 二氧化碳气敏传感器二氧化碳是一种臭氧层破坏物质，其浓度的增长对环境和人类健康带来重大威胁。

气敏材料的灵敏度和选择性在二氧化碳气敏传感器中是至关重要的。

研究表明，利用气敏材料的纳米工艺和表面修饰等方法可以显著提高二氧化碳气敏传感器对二氧化碳气体的响应速度和灵敏度。

Zn和Sn氧化物基气敏材料的制备及性能研究的开题报告

Zn和Sn氧化物基气敏材料的制备及性能研究的开题报告题目：Zn和Sn氧化物基气敏材料的制备及性能研究一、研究背景气敏材料具有对各种气体敏感的特性，可用于气体传感器、电化学传感器等领域。

目前，氧化物等半导体材料是广泛应用的气敏材料之一。

Zn和Sn氧化物具有良好的气敏性能，因此是较为热门的研究对象。

本项目旨在通过不同的制备方法制备Zn和Sn氧化物基气敏材料，探究其结构和表面形貌的变化对气敏性能的影响，为提高气敏材料的性能提供理论指导。

二、研究内容和方法1. 制备Zn和Sn氧化物基气敏材料。

采用水热法、溶胶-凝胶法和物理气相沉积法等方法，制备具有多级结构、纳米结构和薄膜结构的Zn和Sn氧化物基气敏材料。

2. 分析材料结构和表面形貌。

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等仪器，对材料的结构和表面形貌进行分析。

3. 测试气敏性能。

利用气体测试系统，对Zn和Sn氧化物基气敏材料的气敏性能进行测试，包括响应时间、恢复时间、响应度等指标。

4. 探究气敏性能的影响因素。

通过对制备方法、材料结构和表面形貌等因素的变化，分析其对气敏性能的影响，探究材料结构和表面形貌对气敏性能的调控机制。

三、预期成果1. 制备获得多种类型的Zn和Sn氧化物基气敏材料。

2. 分析确定不同制备方法和材料结构对Zn和Sn氧化物气敏性能的影响。

3. 探究影响气敏性能的因素，提出改进气敏材料性能的建议。

四、研究意义本项目将为了解Zn和Sn氧化物气敏材料的结构-性能关系、优化气敏材料的制备方法、提高气敏材料的性能等领域提供理论上的探索和实验上的验证。

同时，该研究可为开发新型气体传感器和电化学传感器等提供新材料，并促进气敏材料的应用和推广。

ZnZnSZnO复合材料的制备及H 2S气敏性能研究

ZnZnSZnO 复合材料的制备及H_2S 气敏性能研究摘要针对H_2S 气敏传感器应用中，提高传感器响应能力、稳定性和选择性等问题进行了研究。

本文通过一系列实验研究，探究了ZnZnSZnO复合材料的制备方法和H_2S 气敏性能。

研究结果表明，该复合材料具有较高的气敏性能和选择性，可以有效地应用于H_2S 气体检测。

关键词: ZnZnSZnO 复合材料；制备；H_2S 气敏性能；选择性引言H_2S 气体是一种有害气体，具有刺激味道和强烈的腐蚀性。

在石油、化工、印染、纸浆等行业中，H_2S 气体是一种常见的污染物。

高浓度的H_2S 气体对人体和环境都有重大危害。

因此，发展一种高灵敏度、高选择性、稳定性好的H_2S 气敏传感器对于环境保护和人体健康具有重要意义。

ZnO 是一种广泛应用于气敏传感器的半导体氧化物。

近年来，人们越来越关注ZnO 复合材料的应用。

ZnO 复合材料不仅具有ZnO 本身的优良性质，还能够利用其他材料的特性来增强其气敏性能。

在众多的复合材料中，ZnZnSZnO 复合材料因其特殊的带隙和禁带宽度，在H_2S 气敏传感器中具有广泛的应用前景。

本文主要研究ZnZnSZnO 复合材料的制备方法以及其在H_2S 气敏传感器中的应用。

一、实验方法1.1ZnZnSZnO 的制备利用溶胶-凝胶法在无水乙醇中加入氯化镁和硫代二乙基二氨基硅烷，形成可溶性前驱体。

然后加入氮气气流并不断搅拌，使溶液蒸发并形成凝胶。

凝胶将被置于110℃的烤箱中煅烧3 小时以制备ZnZnSZnO 复合材料。

最后，将样品冷却至室温并进行磨粉处理。

1.2气敏实验将ZnZnSZnO 复合材料通过压片制备成圆形片状，并在氮气下煅烧2 小时。

气敏实验设备包括一个恒温箱和一个气敏测试仪。

样品在空气中加热至200℃并保持稳定状态，然后暴露在不同浓度的H_2S 气体中。

采用交替检测法分别测定了它们的电阻率随时间的变化。

每次暴露到H_2S 气体中后，样品必须在氮气中冷却至室温。

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维普资讯
２００７年
仪表技术与传感器
ＩｓｒｍｅｔＴｅｈｉｕａｄＳｎｏｎｔｕｎｃｎｑｅｎｅｓｒ
２ＯＯ７Ｎｏ．０１
第１期０
气敏材料ＺＳＯ的制备ｎｎ３
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电镜对敏感层进行了分析，从理论上解释了超声波振荡和低温陈化改善酒敏性能的原因。关键词：偏锡酸锌；气敏材料；低温陈化；声波振荡超
中图分类号：Ｎ０Ｔ３１文献标识码：Ａ文章编号：１２—１４（０７１ —００ —０１０３８１２０）００１３
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（．１浙江台州学院物理与电子工程学院，浙江临海
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４０４；００４２０３）０４３
０．重庆
３复旦大学材料科学与工程学院，．上海
摘要：在共沉淀法制备ＺＳ０粉末工艺中，ｎｎ３引入了超声波和低温陈化技术。结果表明：用新的制备工艺比传统工艺制
ｅｐａｎｄｔａｅａｏ—ｅｓｖｔｈｒｃｅｓｃｗｒｐｅａｅｙｔｅｎｗｐｏｅｓｗｅｅｉｒｖｄ．ｘｌｅｔｔｎｌｎｉｉｃａａｔｔｓｏｐｅｒｐｒｄｂｅｒｃｓｒｉｈｈｓｔｙｉｉｒｉｆｏｓｈｍｐｏｅＫｅｒｓＺｎ３ｇ —ｅｓｉｅｍａｅｉ；ｈｐｔｅｎａａｅｎ；ｓｐｒｏｃｗｖｙｗｏｄ：￣Ｏ；ａｓｎｉｖｔｒｓｔｌａｙｈｎｉｉｇｕｅｎａｅｏｇｓｉ