介孔SnO2的结构表征及其湿敏性能

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介孔二氧化硅的制备及其表面吸附性质研究(2)

2.学位论文孔爱国新颖功能介孔金属氧化物的制备及其性能研究2008
有序多孔材料具有大量纳米孔道,结构空旷,表面积巨大,在光、电、磁、催化、生物医药、传感和纳米工程等方面都有巨大潜在应用价值,已成为一个新兴的蓬勃发展的跨学科研究领域。经过15多年的研究,一大批孔径可调,组成可变、形貌多样、孔道形状不一,且孔道排列方式多样化的新型介孔材料被不断的合成出来。从起初的纯二氧化硅介孔分子筛到各种非硅骨架的介孔材料,从无机介孔骨架到无机.有机介孔骨架,再到纯有机骨架的介孔材料:从具有单一功能的介孔材料,到具有各种复合功能的介孔材料;从有机模板自组装合成法到无机模板浇铸法,另外到已开始出现的无机.有机混合模板法等,人们已经取得了很多突出的成绩。然而,介孔材料的研究中仍然存在许多未知和不足需要我们探索和寻求解决之法。开发简单、快速、经济、普适、易重复、能大规模生产高质量介孔材料的新方法,探索介孔材料本身的新功能,并不断推进介孔材料在各领域中的新应用,逐步实现介孔材料的实用化仍有大量的工作需要我们去做。这个征途中充满了众多挑战和机遇。
5.学位论文杨隋全氟羧酸诱导下新型多孔二氧化硅材料的合成与表征2007
近年来,随着纳米技术的迅速发展,多孔材料以其种种特异的性能,在科学研究与技术应用上都引起了人们极大的兴趣。1992年Mobil公司首次发明了以超分子模板法合成介孔氧化硅分子筛M41S(MCM-41、MCM-48、MCM-50),从而将多孔材料从微孔扩展到介孔,在微孔材料与大孔材料之间架起了一座桥梁。之后,越来越多的研究者以超分子模板法合成出具有不同特定形貌和新型孔道结构等具有特殊性质的介孔材料。在某种程度上,人们已经可以对不同尺度上的微孔、介孔和大孔材料进行控制合成。其中,螺旋介孔材料以其特殊的形貌和新颖的手性孔道成为最近科学研究的热点。这种孔道的非对称空间为多种非对称应用提供了合适的场所,如在手性合成、手性分离以及手性催化等方向有潜在的应用价值。同时,在最近的研究中,为了实现对客体分子的高储藏量及其释放行为的控制,一类具有规则孔道的介孔SiO2空心球材料也使许多科研工作者投入到这一领域。目前已经合成出许多具有不同尺寸大小,墙壁厚度以及不同的壳层孔道结构的介孔二氧化硅空心球材料。在本论文中,我们主要就从以上两个方面开展研究工作。

介孔／多孔状结构SnO2锂离子电池负极材料的研究进展

２１年３０１９卷第１期１
广州化工
・９・ｌ
介孔／多孔状结构ＳＯｎ２锂离子电池负极材料的研究进展木
贾铁昆，王晓峰，刘红飞，廖桂华，刘缙
（１洛阳理工学院材料科学与工程系，河南洛阳４１２；２武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，７０３湖北武汉４０７）３００
１０ｍ／，径为０３ｍ／。介孑ｎ米晶组装成电池，６ｇ孔．４ｃｇＬＯ纳Ｓ在充电电压０—１２Ｖ、电电流密度４０ｍＡｇ件下进行充放电．充０／条
电化学性能进行研究，相关结果已经申请国家发明专利。通过以上综述电纺丝法、板法和水热／剂热法制备多模溶孔／介孔ＳＯｎ的特点，我们认为，水热法／溶剂热合成方法简单、易行，过调整Ｔ艺参数，制水热或溶剂化过程，用结晶一通控利溶解一结晶或奥斯瓦尔多熟化机理，得多孔／孑结构。该方获介Ｌ法无须后续的高温热处理Ｔ艺，保证产物结构的稳定性，种可是一大面积、高产率获得较为理想的多孔／介孔ＳＯ方法，成产物ｎ，合
１多孔氧化锡锂电池材料的合成方法
１１电纺丝法．
电纺丝法是一种通过高压静电来获得纳米纤维的技术方
基金项目：南省基础与前沿研究计划项目（ｏ１２０４０７）洛阳理Ｔ学院项日（０９０）助。河Ｎ０３０１１２和２０ＹＺ４资

介孔二氧化锡文献总结

SnO2介孔材料的制备研究进展二氧化锡是一种n型半导体材料，带隙（Eg）为3.6ev，除具有良好的阻燃和导电性能外，还有反射红外线辐射和吸附以及稳定性高等特点，因此在工业上有着极为广泛的应用。

可用于有机物氧化的催化剂和气体传感器[1，2]，蓄电电池[3]以及光电设备[4]中。

而介孔二氧化锡相较于二氧化锡块体材料，具有更为优越的性能，如比表面积更大。

孔材料的这种优势在很早以前就被发现，但是开发这种新材料面临着一个巨大的挑战，就是怎么样设计出精确的合成路线，以控制材料的组成、结构性质和高孔隙率。

事实上，以模板剂或结构导向剂至孔的软化学制备路线正逐步的开拓新的孔材料。

美国Mobil公司的Beck等[5]在温和的水热体系中合成出了具有均匀规整孔道结构和狭窄孔径分布的新型中孔分子筛材料FMS-16和M41S。

这类中孔硅材料具有孔径分布狭窄的介孔(1.5~10.0nm)、大比孔容、高比表面积和强吸附能力，并可根据需要调整孔径和酸性密度、强度，预示着这类分子筛在渣油催化裂解、重油加氢、润滑油加氢、烷基化、烯烃聚合等酸性催化领域及石油化工的分离过程中具有广阔的应用前景。

它的出现使孔材料的研究由微孔进入中孔阶段，成为孔材料发展过程中的一个重要里程碑。

在此后不久，这种制备技术被应用于制备其它的介孔金属氧化物。

这些介孔材料具有大的比表面积、狭窄的孔径分布使其在催化剂、分子筛、气体传感器以及固体离子电极等方面极具竞争力[4]。

本文综述了近年来介孔SnO2的制备路线，结构和表征方法。

一、介孔二氧化锡的制备介孔二氧化锡的制备方法很多，包括模板法、溶胶－凝胶法、水热合成法以及阳极氧化法等。

其中最为主要的方法是模板法。

1.模板法模板法是利用模板剂（如表面活性剂）分子与无机物种在一定的条件下通过静电吸引、氢键等作用力界面组装形成有机物－无机物的复合物，从而实现对介孔材料的剪裁。

它可以控制材料的结构性质包括外形，内部孔隙率和比表面积。

sno2基纳米材料的制备及其气敏特性研究

摘要摘要由于金属氧化物半导体气体传感器通常具有结构简单、灵敏度高、成本低廉、制作工艺简单等优点，在许多气体探测系统中得到了广泛应用。

然而，在实际应用中，该类气体传感器依然存在着选择性差、工作温度高以及稳定性差、易老化等问题，大大降低了其应用价值。

通过哪些具体可行的措施来提高气体传感器的选择性、稳定性、并降低功耗，探索新的气敏机制、开发新型敏感材料以及新的器件结构，是当前该领域的研究热点。

SnO2虽然是研究最早、当前商业化应用最为广泛的一种金属氧化物半导体气敏材料，具有其它材料不可比拟的优异性能，但以它为基的气体传感器同样存在着选择性差、工作温度高等缺点。

本文以SnO2的一维纳米结构为基，借助材料工程手段获得两种复合结构气体敏感材料，希望通过提高材料比表面积、引入异质结以及表面功能性修饰等多重措施的协同效应改善气体传感器的响应特性。

具体研究工作分为四个方面：1.利用静电纺丝工艺制备了机构稳定、形貌良好的SnO2纳米纤维。

通过控制相对空气湿度（HR）等工艺条件得到了绵长的、粗细均匀的SnO2纳米纤维，并测试分析了SnO2纳米纤维的气敏性能，研究发现SnO2纳米纤维的在工作温度为350℃时，对酒精有较好的响应。

2.采用二步法制备了ZnO/SnO2分级纳米结构。

首先，在静电纺丝法制备的SnO2纳米纤维上生长ZnO种子层，而后采用水热法继续在SnO2纳米纤维上生长大量均匀一致ZnO纳米棒阵列。

采用XRD、SEM、气敏测试系统等手段对材料进行表征，并研究了不同水热时间等工艺参数对ZnO/SnO2分级纳米结构生长的影响。

研究发现，使用250℃处理的种子层对SnO2/ZnO分级纳米结构的生长最有利。

而且随着水热时间从2h、4h、6h的递增，ZnO纳米阵列更加浓密。

随后的气敏测试分析表明，ZnO/SnO2分级纳米结构最佳工作温度为300℃，在此温度下对100ppm的丙酮气体进行气敏测试，灵敏度高达20.8，并对该气体具有一定的选择性。

介孔二氧化锡薄膜的制备及其氢敏性能研究

介孔二氧化锡薄膜的制备及其氢敏性能研究章石赟; 殷晨波; 杨柳; 韩忠俊【期刊名称】《《仪表技术与传感器》》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】4页(P13-16)【关键词】介孔材料; 溶剂挥发诱导自组装; SnO2薄膜; Pd掺杂; 氢敏性能【作者】章石赟; 殷晨波; 杨柳; 韩忠俊【作者单位】南京工业大学车辆与工程机械研究所江苏南京 211816; 南京工程学院机械工程学院江苏南京 211167【正文语种】中文【中图分类】TP212.20 引言氢气(H2)是一种重要的清洁能源。

氢气的大规模运用却受到其扩散速度快、易燃易爆等特性的限制。

因此需要开发一种具有高灵敏的氢气传感器来检测氢气在储存、运输、使用过程中的泄漏。

二氧化锡(SnO2)是一种重要的n型半导体材料，其3.7 eV的禁带宽度和优秀的电化学性能使其成为目前应用最广泛的气体传感器材料[1]。

随着介孔材料的兴起，介孔金属氧化物为进一步提升气体传感器的气敏性能提供了可能。

目前，介孔金属氧化物薄膜还存在着介孔结构易坍塌、比表面积小等问题。

大部分的介孔二氧化锡气体传感器是以粉末制成的厚膜型传感器，而薄膜型的气体传感器较为少见。

本文以F127为模板剂，SnCl4 5H2O为锡源，采用浓盐酸抑制水解。

通过溶剂挥发诱导自组装工艺(EISA)，在不同温度与湿度下干燥，采用多段烧结的方式，制备介孔SnO2薄膜，采用恒流配气法，测试其氢敏性能，并通过掺杂Pd，进一步改善其对氢气的敏感性。

1 实验1.1 材料实验主要材料有SnCl4·5H2O(分析纯)、PdCl2(分析纯)、无水乙醇(99.7%)、浓盐酸(38%)、Pluronic F127购买于Sigma Aldrich。

1.2 介孔SnO2薄膜制备将0.68 g F127加入25 mL无水乙醇，加入3.78 g SnCl4·5H2O，后逐滴加入5.38 mL浓盐酸。

将配好的溶液于室温下搅拌3 h，静置24 h，得到稳定的无色透明溶胶。

以SnO_2粉末为源制备SnO_2纳米结构及其发光特性研究

以SnO_2粉末为源制备SnO_2纳米结构及其发光特性研究纳米科技已经被公认为21世纪最重要的科学技术之一，当尺寸达到纳米数量级的半导体材料时便会出现表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特殊性质致使半导体纳米材料表现出奇特的物理化学特性，从而被广泛应用于压敏电阻、量子元器件、导电材料等各个方面。

二氧化锡作为一种宽禁带n型半导体材料，具有重要的研究价值。

本文以SnO2粉末为原料，用化学气相沉积法（CVD）在不同的温度和生长时间内制备了不同形貌的SnO2纳米材料。

并利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线能谱分析（EDS）和光致发光（PL）技术对所制备的样品进行了形貌、结构和发光特性的研究。

并对其纳米结构的生长机制进行了探讨。

本文主要进行了以下工作：（1）利用CVD法，以高纯SnO2粉和石墨粉的混合物作为原料，高纯氮气为载气,在900℃的温度下，通过控制生长时间，在溅射有Au膜的Si衬底上得到了不同形貌的纳米SnO2颗粒，直径大约在300-800nm不等。

利用SEM对样品进行了表面形貌的观测，利用XRD对样品进行了结构表征表明所制备SnO2颗粒是四方金红石结构。

利用PL技术分析了样品室温下的光致发光特性，得到了399nm、450nm、550nm和613nm处出现了发光峰，表明具有良好的发光特性，有望应用于电子器件的应用。

并讨论的所制备是纳米SnO2颗粒的生长机制。

（2）利用CVD法，以高纯SnO2粉和石墨粉的混合物作为原料，高纯氮气为载气,在1000℃的温度下，通过控制生长时间，在溅射有Au膜的Si衬底上得到了不同形貌的四方金红石结构的SnO2纳米线，再现了纳米SnO2线的生长过程，其生长机制符合VLS机制。

利用PＬ分析在358nm、372nm、399nm、451nm、468nm、515nm、550nm、572nm、613nm处得到了样品的发光峰，并且在672nm处出现了一个新的发光峰。

SnO2纳米线的制备及结构表征

SnO2纳米线的制备及结构表征方香;李玉国;王宇;刘永峰【摘要】以SnO2粉末和碳粉的混合物为源,高纯氮气为载气,利用化学气相沉积法在1 000℃下,在溅有Au的单晶Si衬底上制备了SnO2纳米线.用SEM、XRD测试技术对样品进行了结构、形貌的表征,利用PL技术分析了样品的发光特性.由分析可知,样品均为四方金红石结构,退火时间对样品形貌具有一定的影响,但不影响其结构.所制备的SnO2纳米线结晶质量较高,其生长遵循VLS机制.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2013(026)006【总页数】5页(P14-18)【关键词】化学气相沉积;SnO2纳米线;生长机制【作者】方香;李玉国;王宇;刘永峰【作者单位】山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014【正文语种】中文【中图分类】O484.5纳米材料又称超微颗粒材料，其尺寸一般在1～100 nm之间，处在原子簇和宏观物体的过渡区域。

此类材料具有许多奇异特性，即与大块固体相比，其光、热、磁、力以及化学方面的性质具有显著的不同。

在众多纳米材料中，SnO2是一种重要的宽禁带N型半导体材料(Eg=3.6 eV)，具有优异的电学和光学性能。

由SnO2制备的器件现已广泛应用于各种领域，如光电器件［1］、气敏元件［2］、透明导电电极［3］等。

现阶段人们已用热蒸发法［4］、分子束外延法［5］、机械球磨法［6］、溶胶－凝胶法［7］、水热/溶剂热法［8－9］、模板法［10］、溅射［11－12］和化学气相沉积等方法合成了大量的纳米薄膜和颗粒，对其性质也做了相应的研究。

其中化学气相沉积(CVD)是一种较常用的方法。

Ma等［13］通过CVD法制备了针状SnO2，PAN［14］等也用该法合成了SnO2纳米带。

超小SnO2_纳米颗粒的制备及其气敏特性

第61卷第6期吉林大学学报(理学版)V o l.61 N o.6 2023年11月J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y(S c i e n c eE d i t i o n)N o v2023d o i:10.13413/j.c n k i.j d x b l x b.2023191超小S n O2纳米颗粒的制备及其气敏特性管越,王思妍,牟佳佳(北华大学理学院,吉林吉林132013)摘要:以葡萄糖和S n C l4㊃5H2O溶液为原料,采用水热法制备超小S n O2纳米颗粒.在合成过程中,向溶液中加入不同量的磷酸(P A).利用X射线衍射仪(X R D)㊁扫描电子显微镜(S E M)和比表面积测试仪对S n O2进行表征,研究添加磷酸对气敏性能的影响,并分析其气敏机理.结果表明:最终产物具有超小的颗粒尺寸和较大的比表面积,其中掺杂0.6mm o l 磷酸的S n O2所制备的气体传感器气敏性能最好,在最佳工作温度200ħ下,灵敏度达7.5,且具有良好的稳定性;其气敏特性的提高归因于超小的颗粒尺寸和较大的比表面积,有利于乙醇气体吸附.关键词:超小S n O2纳米颗粒;水热方法;磷酸;气敏特性中图分类号:O482文献标志码:A 文章编号:1671-5489(2023)06-1463-06P r e p a r a t i o na n dG a s S e n s i n g P r o p e r t i e s o fU l t r a-f i n e S n O2N a n o p a r t i c l e sG U A N Y u e,WA N GS i y a n,MUJ i a j i a(C o l l e g e o f S c i e n c e,B e i h u aU n i v e r s i t y,J i l i n132013,J i l i nP r o v i n c e,C h i n a)A b s t r a c t:U l t r a-f i n eS n O2n a n o p a r t i c l e s w e r e p r e p a r e db y h y d r o t h e r m a l m e t h o du s i n gg l u c o s ea n d S n C l4㊃5H2O s o l u t i o n a s r a w m a t e r i a l s.D u r i n g t h e s y n t h e s i s p r o c e s s,d i f f e r e n t a m o u n t s o f p h o s p h o r i c a c i d(P A)w e r ea d d e di n t ot h es o l u t i o n.X-r a y d i f f r a c t i o n(X R D),s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p e(S E M),a n d s p e c i f i c s u r f a c e a r e a t e s t e rw e r eu s e d t oc h a r a c t e r i z e t h eS n O2p r o d u c t s.W e s t u d i e d t h e e f f e c t o f a d d i n g P Ao n t h e g a s s e n s i n gp r o p e r t i e s a n d a n a l y z e d i t s g a s s e n s i n g m e c h a n i s m. T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e f i n a l p r o d u c t s h a v e t h e u l t r a-f i n e p a r t i c l e s i z e a n d l a r g e s p e c i f i c s u r f a c e a r e a, a m o n g w h i c ht h e g a ss e n s o r p r e p a r e db y S n O2d o p e d w i t h0.6mm o lP A h a st h eb e s t g a ss e n s i n g p e r f o r m a n c e,a t t h e o p t i m a l o p e r a t i n g t e m p e r a t u r e o f200ħ,t h e s e n s i t i v i t y r e a c h e s7.5a n d h a s g o o d s t a b i l i t y.T h e i m p r o v e m e n t o f i t s g a s s e n s i n g p r o p e r t i e s i s a t t r i b u t e d t o t h e u l t r a-f i n e p a r t i c l e s i z e a n d l a r g e s p e c i f i c s u r f a c e a r e a,w h i c h i s b e n e f i c i a l t o t h e a d s o r p t i o no f e t h a n o l g a s.K e y w o r d s:u l t r a-f i n e S n O2n a n o p a r t i c l e;h y d r o t h e r m a lm e t h o d;p h o s p h o r i c a c i d;g a s s e n s i n g p r o p e r t y 气体传感器在环境监测领域应用广泛[1-3],半导体氧化物气体传感器如S n O2,Z n O,I n2O3和WO3收稿日期:2023-05-15.第一作者简介:管越(1987 ),男,汉族,博士,讲师,从事气敏材料合成和器件制作的研究,E-m a i l:g u a n y u e870827@163.c o m.通信作者简介:牟佳佳(1984 ),女,汉族,博士,讲师,从事稀土发光㊁等离激元器件和气敏材料合成的研究,E-m a i l: a l l t h a t2010@126.c o m.基金项目:吉林省教育厅科学技术研究项目(批准号:J J K H20230056K J)㊁吉林省教育科学十四五规划项目(批准号: G H22326)㊁北华大学国家级大学生创新创业训练计划项目(批准号:202210201044)和北华大学博士科研启动基金.4641吉林大学学报(理学版)第61卷等在微量浓度的还原或氧化性气体中其电阻发生明显变化[4-5].在所有金属氧化物中,S n O2作为一种n型宽带隙(300K下E g=3.6e V)半导体材料,具有较高的灵敏度㊁低成本㊁快速响应和低功耗等优点[6-7].目前,为满足传感器工作在复杂体系和恶劣环境下的需要,人们在提高S n O2气体传感器的传感性能方面进行了大量研究,S n O2材料的形貌和微结构(如粒子尺寸㊁形状㊁比表面积和多孔性[8-9])可极大程度地改变其气敏性能,其中小粒子尺寸可提高材料的性能.当S n O2的晶粒半径和电荷耗尽层的宽度(约3n m)接近时,灵敏度会明显增加[10-11].S n O2的晶粒尺寸依赖于合成方法㊁反应条件㊁烧结温度㊁掺杂以及微结构等.提高气敏材料灵敏度的方法较多,如掺杂贵金属元素㊁构建异质结构和加入催化剂等[12-13].当敏感材料的晶粒尺寸减小到一个临界值时,对目标气体的灵敏度将显著增加[14].通过掺杂N b2O5以及进行表面修饰可控制晶粒尺寸[15-16].此外,在溶胶-凝胶法中,通过掺杂磷酸(P A)可提高S n O2材料的热稳定性[17].经P A处理后,介孔S n O2具有较好的热稳定性㊁尖锐的孔径分布㊁大比表面积以及小晶粒尺寸[18],且经P A处理的传感器对H2具有更好的气敏性能[19-20].本文以葡萄糖和S n C l4㊃5H2O溶液为原料,用水热法合成S n O2粉体材料,在合成过程中掺入P A,得到的样品具有超小颗粒尺寸和较高比表面积,并研究晶粒尺寸和比表面积与气敏性能的关系,结果表明,基于P A掺杂的器件对乙醇气体具有良好的气敏特性.1实验1.1超小S n O2纳米颗粒的制备将8g葡萄糖和1g S n C l4㊃5H2O溶于80m L蒸馏水中,并进行磁力搅拌以形成均匀溶液,向溶液中分别滴加不同量的P A(0,0.2,0.6,1.0mm o l).将混合溶液转移到100m L聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中,密封,160ħ加热24h.冷却至室温后,将得到的沉淀物用蒸馏水和乙醇交替离心清洗数次后,在80ħ干燥4h.最终产物在550ħ烧结2h,升温速率为2ħ/m i n,根据P A掺杂量的不同(0,0.2,0.6,1.0mm o l),依次命名为S1,S2,S3和S4.1.2器件的制作和测试器件的制作方法如下:将制备的样品与蒸馏水混合形成糊状物,用小刷子将其涂覆在A l2O3陶瓷管上,使印刷在管上的两个平行金电极之间形成厚膜,传感膜厚度约为100μm.在室温下干燥30m i n 后,在400ħ烧结2h.将镍铬线圈加热丝插入A l2O3陶瓷管,以提供传感器的工作温度.在实验室条件下(室内湿度:30%ʃ10%;室内温度:(23ʃ1)ħ)测定样品的气敏特性,将一定量的被测气体注入测试室,将传感器放入测试室进行传感性能测试.当器件响应达到一个稳定值时,移除测试室的上盖,抽出被测气体,使器件在空气中恢复.传感器的灵敏度定义为S=R a/R g,其中R a和R g分别为传感器在空气和被测目标气体中的电阻值.响应时间和恢复时间分别定义为传感器在吸附和脱附情况下达到总电阻值的90%所需时间.2结果与讨论2.1制备S n O2样品的结构与形貌表征用X射线衍射仪(R i g a k uD/m a x-2500型,衍射角θ为20ʎ~80ʎ,扫描速率为10ʎ/m i n)分析样品的X射线衍射(X R D)谱,结果如图1所示.由图1可见,所有衍射峰均与S n O2的四方金红石结构相符,未出现其他杂质峰.随着P A掺杂量的增加,样品的衍射峰从S1到S4逐渐变宽,晶粒尺寸逐渐变小,表明掺杂可抑制晶粒生长.用D e b y e-S c h e r r e r公式计算S1~S4样品的平均晶粒尺寸分别为23.9, 18.0,11.2,7.3n m.晶粒尺寸和P A掺杂量的关系曲线如图2所示.用扫描电子显微镜(S E M,J E O LJ S M-7500F型,工作电压为15k V)对制备样品的形貌进行表征,结果如图3所示,其中(A)~(D)分别为S1~S4样品的S E M照片.由图3可见,样品由超小颗粒组成.添加适量的P A(S2,S3)可清晰观察到颗粒边界.当加入较多P A(S4)时,颗粒边界变模糊,这是由于颗粒发生团聚所致.由于该产物的结构疏松多孔,这种特性有利于与目标气体接触,敏感体的利用效率显著提高,因此灵敏度相对较高.图1 样品的X R D 谱F i g .1 X R D p a t t e r n s o f s a m pl es 图2 晶粒尺寸和P A 掺杂量的关系曲线F i g .2 R e l a t i o n s h i p c u r v e b e t w e e n c r ys t a l l i n e s i z e a n dd o p i n g am o u n t o fP A 图3 S 1(A ),S 2(B ),S 3(C ),S 4(D )样品的扫描电镜照片F i g .3 S E Mi m a g e s o f S 1(A ),S 2(B ),S 3(C )a n dS 4(D )s a m pl e s 通过M i c r o m e r i t i c sG e m i n iⅦ2390型全自动快速比表面积与孔隙度分析仪在77K 高纯氮作为吸附质得到样品的氮气吸附-脱附等温曲线,结果如图4所示.根据国际纯粹与应用化学联合会(I U P A C )分类,样品的吸附-脱附曲线为典型的Ⅳ型,表明粉体为无序的介孔材料.通过B E T(B r u n a u e r -E mm e t t -T e l l e r )计算样品的比表面积,结果列于表1.由表1可见,S 1~S 4样品的比表面积分别为35.2,100.3,172.5,184.7m 2/g .样品的比表面积随P A 掺杂量的增加而增大,这是由于P A 掺杂使S n O 2粒径减小所致.表1 样品的晶粒尺寸和比表面积T a b l e 1 C r y s t a l l i n e s i z e a n d s p e c i f i c s u r f a c e a r e a o f s a m pl e s2.2 气敏特性工作温度是半导体氧化物气体传感器的一个重要参数[21].为确定器件的最佳工作温度,本文测试未掺杂和不同P A 掺杂量S n O 2样品的传感器对质量浓度为200m g /m 3乙醇气体的灵敏度,结果如图5所示.由图5可见,所有传感器的灵敏度均随温度的变化而变化.传感器的灵敏度随温度的升高5641 第6期管越,等:超小S n O 2纳米颗粒的制备及其气敏特性而逐渐增大,在200ħ时达到最大值,随着温度进一步升高,灵敏度下降.这是因为:当温度低于200ħ时,升高温度为敏感材料提供了更多的能量以克服其活化能,因此灵敏度逐渐增加;当温度高于200ħ时,乙醇气体与敏感材料的反应受乙醇吸附和脱附的影响,随着温度升高,乙醇的吸附过程减弱,脱附过程增强,从而导致灵敏度衰减.其中基于S 3样品的传感器对乙醇的灵敏度最高.在200ħ时,灵敏度约为7.5.因此,选择200ħ作为器件的最佳工作温度.与S 1,S 2和S 4样品相比,基于S 3样品的传感器对乙醇气体的响应最大,这是由于S 3样品的晶粒尺寸较小,比表面积较大所致.当溶液中加入过多的P A 时,会覆盖表面活性位点,不利于器件与目标气体接触.基于S 1和S 3样品的传感器对不同乙醇浓度的灵敏度曲线如图6所示.由图6可见,灵敏度随乙醇质量浓度的增加而增大.在2~160m g /m 3内,灵敏度与浓度有良好的线性关系,表明基于S 3样品的传感器对低乙醇浓度有良好的响应.图4 S 1(A ),S 2(B ),S 3(C )和S 4(D )样品的氮气吸附-脱附等温线F i g .4 N i t r o g e na d s o r p t i o na n dd e s o r p t i o n i s o t h e r m s o f S 1(A ),S 2(B ),S 3(C )a n dS 4(D )s a m pl e s 图5 在200m g/m 3乙醇气体下灵敏度与工作温度的关系曲线F i g .5 R e l a t i o n s h i p c u r v e s b e t w e e n s e n s i t i v i t y a n do p e r a t i n gt e m p e r a t u r e a t 200m g/m 3e t h a n ol 图6 传感器灵敏度与乙醇质量浓度的关系曲线F i g .6 R e l a t i o n s h i p c u r v e s b e t w e e n s e n s i t i v i t y of s e n s o r s a n d e t h a n o lm a s s c o n c e n t r a t i o n基于S 3样品的传感器对质量浓度为200m g/m 3乙醇的响应恢复曲线如图7所示.由图7可见,当温度为200ħ时,对200m g /m 3乙醇的响应时间较快,为8s ,恢复时间为50s .基于S 3样品的传感器在200ħ对200m g/m 3乙醇气体的长期稳定性如图8所示.由图8可见,基于S 3样品的传感器灵敏度在25d 内保持稳定,表明该传感器具有良好的长期稳定性和应用前景.6641 吉林大学学报(理学版) 第61卷图7 传感器对200m g /m 3乙醇气体的响应-恢复特性曲线F i g .7 R e s p o n s e -r e c o v e r y ch a r a c t e r i s t i c c u r v e o f s e n s o r t o 200m g/m 3e t h a n o l 图8 传感器对200m g/m 3乙醇气体的长期稳定性曲线F i g .8 L o n g -t e r ms t a b i l i t y cu r v e o f s e n s o r t o 200m g/m 3e t h a n o l 2.3 气敏机理半导体氧化物气体传感器被广泛接受的传感机制是表面电荷层理论.当传感器暴露于空气中时,空气中的氧分子吸附在敏感材料的表面上,并通过捕获敏感材料导带中的自由电子形成3种不同类型的化学吸附氧[22].本文制备气体传感器的最佳工作温度为200ħ,吸附氧以O -的形式存在于敏感材料表面,导致S n O 2敏感材料表面形成较宽的电子耗尽层.当传感器暴露在乙醇气氛中时,吸附氧与乙醇气体发生反应,随着电子释放回S n O 2导带,敏感材料的自由电子浓度增加,电子耗尽层的宽度减小,气敏元件的电阻减小,如图9所示.反应过程可描述为2C 2H 5OH +2O -=2C H 3C HO +2H 2O +2e -(1) 晶粒尺寸对灵敏度影响较大,当晶粒尺寸D <2L (L 为D e b ye 长度)时,传感器灵敏度随晶粒尺寸的减小而迅速增加.此外,材料疏松多孔有利于气体向敏感体内部扩散,从而提高了利用率.因此小晶粒尺寸和疏松多孔性是气体传感器的气敏性能较好的原因.图9 气体传感器对乙醇气体的机理示意图F i g .9 S c h e m a t i c d i a gr a mo fm e c h a n i s mf o r g a s s e n s o r t o e t h a n o l 综上所述,本文采用水热法制备了超小S n O 2纳米颗粒.在合成过程中,溶液中加入不同量的P A.对样品的形貌和结构进行了表征,并测试了其气敏性能.结果表明:制备的S n O 2由超小纳米颗粒组成,且材料疏松多孔,在高温烧结后,样品仍具有超小颗粒尺寸和较高的比表面积;随着P A 掺杂量的增加,样品的晶粒尺寸逐渐减小,比表面积逐渐增大;适当的P A 掺杂量可提高器件对乙醇气体的灵敏度.在最佳工作温度200ħ下,基于S 3样品的器件灵敏度最大,约为7.5.过量的P A (S 4)掺杂会覆盖敏感材料表面的活性位点,导致灵敏度降低.参考文献[1] 杨燕,宫杰,孙浩,等.合成条件对I n 2O 3纳米线阵列结构及气敏性能的影响[J ].吉林大学学报(理学版),2023,61(4):950-956.(Y A N G Y ,G O N GJ ,S U N H ,e t a l .E f f e c t so fS y n t h e s i sC o n d i t i o n so nS t r u c t u r ea n d G a s -S e n s i n g P r o p e r t i e so fI n 2O 3N a n o w i r e A r r a y s [J ].J o u r n a lo fJ i l i n U n i v e r s i t y (S c i e n c e E d i t i o n ),2023,7641 第6期管越,等:超小S n O 2纳米颗粒的制备及其气敏特性8641吉林大学学报(理学版)第61卷61(4):950-956.)[2]李本政,郝嘉亮,冯威.分级多孔结构N i O/Z n O复合材料制备及其甲醛气敏性能[J].吉林大学学报(理学版),2023,61(1):162-171.(L I 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介孔氧化铟材料的合成与表征及其在湿敏传感器中的应用

介孔氧化铟材料的合成与表征及其在湿敏传感器中的应用Xiangwei Liu a, Rui Wang a, Tong Zhang a, Yuan He a, Jinchun Tu b, Xiaotian Li b摘要：利用纳米塑形法合成了带有结晶壁的有序氧化铟介孔材料。

据研究，这种材料可以用来制作检测水蒸气的电阻型湿度传感器。

利用KIT-6介孔二氧化硅模板作为硬模板获得了氧化铟纳米结构阵列。

采用X射线衍射（XRD）、N2等温吸附以及透射电子显微镜（TEM）对这种属于Ia3d空间群的氧化铟晶体结构进行了表征和分析。

研究发现基于介孔氧化铟材料的传感器在对湿度变化的检测和稳定性表现方面有着出色的性能。

通过对其进行的半导体特性分析、Kelvin方程计算以及复阻抗分析，发现其中的三维介孔结构大大促进了湿度传感器在敏感性能上的改善。

从而建立了一种可能的机制来对基于氧化铟材料的湿度传感器为何具有优异性能进行解释。

电学表征的数据和敏感机制的建立证明氧化铟非常适合发展制作为湿敏传感器。

它在化学传感领域有着巨大的发展应用价值。

1.简介早在半个世纪前，研究者就证明金属氧化物半导体作为气敏材料拥有巨大的发展价值。

半导体传感器研究方面的一些报告已经显示了提高氧化物比表面积的重要性[1-3]。

在这种背景下，合成了具有介孔结构的金属氧化物半导体材料已成为一个重要的问题。

KSW - 1 [4]和MCM - 41 [5,6]介孔二氧化硅首次报道于20世纪90年代，而许多其他得二氧化硅介孔材料例如SBA - 15 [7,8]，KIT-6[9]，FDU-12 [10,11]，和SBA - 16 [12,13] 也已经得到合成，并主要利用低角XRD，TEM 和氮气吸附来进行表征。

除了传统的“软模板”方法外，以有序介孔固体材料作为结构矩阵的“硬模板”方法，也就是所谓的“纳米塑形法”也被用来制备各种介孔材料。

大量拥有尺寸均一细小晶体以及巨大活性表面积的过渡金属氧化物多孔结晶材料（例如三氧化钨[14-16] ，三氧化二铬[17-19]，四氧化三钴[20-22]，氧化镍[20,23 ]，氧化铈[24-26]，二氧化锰[27,28]，氧化铁[29]，氧化铟[30]等）也能够用以介孔二氧化硅作为硬模板的方法来合成。

水热法制备纳米SnO2及其气敏性能

目前!有关2E&" 气敏性能的研究中!主要从以下"个方面提高 2E&" 的气敏性能"#%通过贵金属掺杂或负载("%制备小尺寸的 2E&" 颗粒或多孔结构来提高 2E&" 的灵敏度和选择性&掺杂 JU可以提高元件对 0& 的灵敏度*#A+(掺杂 JR可以提高元件对 ."’乙醇的灵敏度*#G+&虽然贵金属的添加可以有效改善气体传感器的性能!但是由于成本高昂! 并不适合大规模推广利用&
支持计划$"$#"1(-2-.)$$@%资助项目& 第一作者!张战营$#NA@)%!男!博士!教授&
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贯通有序大孔SnO2气敏材料的制备及气敏性能

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第11期·3570·化工进展贯通有序大孔SnO 2气敏材料的制备及气敏性能王莹，王晓冬，许亚威，周利星，魏莹，仪桂云（河南理工大学材料科学与工程学院，环境友好型无机材料河南省高校重点实验室培育基地，河南焦作 454000）摘要：以聚苯乙烯（PS ）微球为模板，氧化锡（SnO 2）纳米晶为骨架，采用颗粒模板法成功制备了贯通有序大孔SnO 2气敏材料。

改变PS 微球的粒径，可以调节大孔SnO 2气敏材料的大孔孔径，本文以平均粒径约284nm 和356nm 的PS 微球制备了大孔孔径分别约为200nm 和260nm 的贯通有序大孔SnO 2气敏材料。

对制备的样品进行了热重、X 射线衍射、扫描电子显微镜和氮气吸附脱附分析。

结果表明：大孔排列高度有序，孔道贯通，孔壁由SnO 2纳米晶构成。

制备的大孔SnO 2气敏材料不仅具备大孔-介孔-微孔结构，而且具有大的比表面积，具备优异的气敏性能。

气敏测试结果表明孔径为200nm 和260nm 的贯通有序大孔SnO 2在280℃的工作温度下对300μL/L 的乙醇气体的灵敏度为145、245，分别是无大孔SnO 2纳米晶的2.2倍、3.7倍。

关键词：二氧化锡；纳米材料；气敏材料；粒子；有序大孔；水热中图分类号：TQ 17 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）11–3570–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.028Preparation of interconnected ordered macroporous SnO 2 gas-sensingmaterial with enhanced gas-sensing propertiesWANG Ying ，WANG Xiaodong ，XU Yawei ，ZHOU Lixing ，WEI Ying ，YI Guiyun（Cultivating Base for Key Laboratory of Environment-friendly Inorganic Materials in University of Henan Province ，School of Materials Science and Engineering ，Henan Polytechnic University ，Jiaozuo 454000，Henan ，China ）Abstract ：Interconnected ordered macroporous SnO 2 were prepared via template method by utilizing polystyrene （PS ）microspheres as template and SnO 2 nanocrystals as framework. The pore size of the macropores can be controlled by changing the diameter of PS microspheres. Macroporous SnO 2 with average pore sizes of 200nm and 260nm were prepared via PS microspheres with the diameters of 284nm and 356nm ，respectively. The as-prepared samples were characterized by thermogravimetric analysis ，scanning electron microscope （SEM ），X-ray diffraction （XRD ），and Nitrogen adsorption-desorption analysis. The as-prepared samples are consist of ordered macropores ，interconnected nanopores ，and SnO 2 nanocrystals. The as-prepared sample possess macro-/meso-/micro-structure with large surface area ，which is beneficial for gas-sensing. The responses of macroporous SnO 2 with average pore size of 200nm and 260nm towards 300μL/L ethanol vapor at 280℃ are 145 and 245 respectively ，which are 2.2 and 3.7 times higher than that of SnO 2 nanocrystals.Key words ：stannic oxide （SnO 2）；nanomaterials ；gas-sensing materials ；particle ；ordered macroporous ； hydrothermal科研项目计划（15A430027，13A430315）。

《花状结构SnO2及其复合材料的制备与气敏性能研究》

《花状结构SnO2及其复合材料的制备与气敏性能研究》一、引言随着现代科技的快速发展，气敏传感器在环境监测、工业生产安全、医疗卫生等领域得到了广泛应用。

花状结构SnO2作为一种重要的气敏材料，因其独特的结构和优异的性能而备受关注。

本文旨在研究花状结构SnO2及其复合材料的制备方法，并探讨其气敏性能。

二、花状结构SnO2的制备1. 实验材料与设备实验所需材料包括锡源、表面活性剂、溶剂等；设备包括搅拌器、烘箱、马弗炉等。

2. 制备方法采用溶胶-凝胶法结合水热法，通过调整反应条件，制备出具有花状结构的SnO2。

具体步骤包括溶液配制、搅拌、水热反应、洗涤、干燥等。

三、复合材料的制备本文研究了SnO2与不同材料的复合，如贵金属(Ag、Pd)等。

通过将金属离子掺杂到SnO2基体中，再进行还原处理，形成金属/SnO2复合材料。

四、结构与性能分析1. 结构分析采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对制备的SnO2及其复合材料进行结构分析，观察其形貌、晶格等特征。

2. 气敏性能测试通过气敏传感器测试系统，对SnO2及其复合材料的气敏性能进行测试。

分别对不同浓度的目标气体（如CO、H2S等）进行测试，观察其响应值、响应速度等指标。

五、结果与讨论1. 制备结果通过调整反应条件，成功制备出具有花状结构的SnO2及其与不同金属的复合材料。

SEM、TEM等手段观察到其形貌特征，XRD分析表明其具有较好的结晶度。

2. 气敏性能分析实验结果表明，花状结构SnO2及其复合材料具有优异的气敏性能。

在目标气体浓度较低时，其响应值较高；在目标气体浓度较高时，其响应速度较快。

与单一SnO2相比，复合材料的气敏性能得到进一步提高。

这主要归因于金属的掺杂改善了SnO2的导电性能和表面吸附性能，从而提高了其气敏性能。

六、结论本文研究了花状结构SnO2及其复合材料的制备方法与气敏性能。

通过调整反应条件，成功制备出具有优异气敏性能的SnO2及其复合材料。

SnO2基纳米半导体材料的微结构设计及气敏性能

SnO2基纳米半导体材料的微结构设计及气敏性能SnO2基纳米半导体材料的微结构设计及气敏性能近年来，气敏传感器已广泛应用于环境监测、工业控制和生物医学领域。

气体传感器的工作原理是通过材料在气体环境中发生某种变化，并将这种变化转化为可测量的电信号。

因此，材料的选择和设计对气敏传感器的性能至关重要。

近年来，SnO2基纳米半导体材料因其出色的气敏性能而受到广泛关注。

SnO2是一种由锡和氧元素组成的氧化物，在气敏传感器中具有优异的性能和稳定性。

通过微结构设计，可以进一步改善SnO2材料的气敏性能。

首先，微结构设计可以通过控制SnO2材料的形貌和尺寸来调控其气敏性能。

纳米尺寸的SnO2颗粒具有更大的比表面积和更多的表面活性位点，从而增强了气体与SnO2之间的作用。

此外，通过控制纳米颗粒的形状可以增加材料的表面粗糙度，进一步提高传感器的敏感度。

其次，微结构设计还可以通过合适的添加剂来改善SnO2材料的气敏性能。

添加剂可以在SnO2材料的晶格中形成杂质位点，并改变材料的电学性质和表面活性。

例如，钙、锌等金属添加剂可以引入额外的能级，从而改变材料的能带结构，提高材料的导电性能和敏感度。

此外，在微结构设计中，还可以通过控制SnO2材料的孔隙结构来调控其气敏性能。

根据气敏机理，SnO2材料在吸附气体分子时会发生电荷传递和电离反应，并导致电荷载流子浓度的变化。

孔隙结构的控制可以调节SnO2材料与气体相互作用的有效面积和局部电场，进而影响气敏传感器的响应速度和选择性。

除了微结构设计，还需要对气体传感器的工作条件进行合理设计。

例如，选择合适的工作温度和压力可以提高传感器的灵敏度和稳定性。

此外，选择合适的工作气体和气体浓度范围也是确保传感器准确性的重要因素。

总的来说，SnO2基纳米半导体材料的微结构设计对气敏性能起着关键作用。

通过控制材料的形貌、尺寸和添加剂，以及调节孔隙结构和工作条件，可以改善SnO2材料的气敏性能，并实现更高灵敏度、更好的选择性和更长的使用寿命。

SnO_2纳米材料微结构及其掺杂的气敏性能研究

SnO_2纳米材料微结构及其掺杂的气敏性能研究随着现代科技的快速发展,大气污染问题越来越严重,可挥发性有机气体、易燃易爆等危险气体的检测和控制已成为研究热点之一。

由于金属氧化物半导体传感器具有性能优良、成本较低、使用方便等优点,研制具有良好通透性的金属氧化物气敏基体材料,有效控制气敏材料的微结构、形貌及比表面积,选择合适的掺杂或催化手段等,可有效改善或提升气敏性能,有利于气体传感器的更加广泛应用。

为此,本文主要研究不同维度多种形貌的SnO2纳米材料微结构的制备方法,探索提升SnO2气体传感器性能的有效途径,利用密度泛函理论进行计算机模拟计算,从电子级别上对SnO2纳米材料的气敏机理进行初步探讨。

利用溶胶凝胶法制备了具有金红石结构的SnO2纳米颗粒,分别掺入适量TiO2和碳纳米管,采用本文创建的“液滴引导定位涂覆法”,制作了低功耗微热板式气敏元件。

分析了 SnO2/TiO2复合材料对乙醇气体具有较高灵敏度的原因,主要是由于两种粒子晶界处的费米能级位置不同,电子从TiO2流向SnO2,在SnO2材料表面形成电子累积层,促进了氧在材料表面的吸附及电离,材料在空气中的电阻值升高;当还原性气体与材料表面吸附氧进行反应时,释放电子进入材料表面,使得表面电子数量增加并向材料内部扩散,材料电阻值降低,灵敏度升高。

SnO2/CNT 材料中的CNT具有疏松多孔的中空管道结构,利于改善材料内部气体输运通道,增加气体与材料表面的接触机会,适量掺入CNT可引进“溢出”机制,进一步促进氧在材料表面吸附,从而改善材料的气敏性能。

利用密度泛函理论计算了 Sn02块体材料、SnO2(110)晶面的表面结构及其物理性质,分析了氧在SnO2(110)晶面的吸附,以及乙醇等气体在吸附氧的SnO2(110)晶面的吸附现象。

计算结果表明,乙醇与材料表面的吸附能和净转移电荷的数值最大,材料带隙变化最大,因此气敏材料对乙醇的选择性最强,这与气敏元件的测试结果相吻合。

SnO2、ZnO复合纳米材料的制备、表征及其气敏特性的研究

SnO2、ZnO复合纳米材料的制备、表征及其气敏特性的探究摘要：本文主要探究了SnO2、ZnO复合纳米材料的制备、表征以及其气敏特性。

以溶胶-凝胶法制备的复合纳米材料，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其进行了表征。

探究发现，SnO2、ZnO复合纳米材料具有良好的结晶性和较小的颗粒大小。

接受气体灵敏器件测试平台，探究了复合纳米材料对乙醇和甲醛气体的气敏特性。

试验结果显示，复合纳米材料对乙醇和甲醛具有较高的响应度和较低的检测限。

因此，SnO2、ZnO复合纳米材料具有潜在的应用价值，可以作为灵敏材料用于气体传感领域。

引言：气体传感技术在环境监测、工业生产以及医学诊断等领域具有广泛的应用。

随着纳米材料的进步，具有较小粒径和高比表面积的纳米材料在气体传感器合成和应用中越来越受到关注。

SnO2和ZnO作为常用的气敏材料，经过复合后可以进一步提高其气敏特性，拓宽其在气体传感领域的应用。

试验方法：起首，接受溶胶-凝胶法制备SnO2、ZnO复合纳米材料。

将适量的SnCl4和Zn(CH3COO)2分别溶解在乙醇中，并加入适量的NH4OH作为沉淀剂。

通过搅拌和超声处理后，将混合溶液浸泡在水浴中加热，使其凝胶化。

然后，将凝胶在空气中干燥，并在高温下煅烧得到复合纳米材料。

接下来，使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对制备的复合纳米材料进行表征。

结果与谈论：X射线衍射分析结果显示，制备的SnO2、ZnO复合纳米材料具有典型的晶体衍射峰，表明其具有良好的结晶性。

扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察结果显示，复合纳米材料颗粒较为匀称分布，具有较小的颗粒大小，与纳米材料的特点相符。

接下来，使用气体灵敏器件测试平台对复合纳米材料的气敏特性进行了探究。

试验结果显示，SnO2、ZnO复合纳米材料对乙醇和甲醛气体具有较高的响应度和较低的检测限。

这表明复合纳米材料在气体传感性能方面具有优异的表现。

结论：本探究成功制备并表征了SnO2、ZnO复合纳米材料，并探究了其气敏特性。

络合水热法合成介孔SnO2及其表征

ｔｈｅｔｉｎｓｏｕｒｃｅａｎｄＰ１２３（（ＥＯ）２ｏ（ＰＯ）７ｏ（ＥＯ）２ｏ）ａｓｔｈｅｔｅｍｐｌａｔｅｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅＳｎＯ２ｗｉｔｈｒｕｔｉｌｅ－ｔｙｐｅｃｒｙｓｔａｌｍｅｓｏ —
（中南大学资源生物学院无机材料系，长沙４１００８３）摘要：二氧化锡（ＳｎＯｚ）作为一种ｎ型宽禁带半导体氧化物材料，广泛用于有机物催化、固态电子器件和锂离子电池电极材料
领域。介孔ｓｎ０ｚ具有较大的比表面积和纳米级有序孔道，与周围介质之间存在更强的相互作用力，可提高其在气敏传感器、催化反应中的应用效率。本文以ＳｎＣ１・５Ｈ：Ｏ为锡源，Ｐ１２３为模板剂，采用络合水热法合成了具有金红石结构的介孔二氧化锡，
ＬｉＸｉａｏｙｕ，ＳｕＹｉｂｏ，ＺｈｏｕＹｉｎｇｙｉｎｇ，ＷａｎｇＭｅｎｇｙｉｎｇ，ＦａｎｇＪｉｅ，ＪｉａＦｕｙｕａｎ，ＹａｎｇＨｕａｍｉｎｇ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｎｏｒｇａｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｎｎ－ｔｙｐｅｗｉｄｅｂａｎｄｇａｐｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｏｘｉｄｅｍａｔｅｒｉａｌ，Ｓｎ０２ｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｃａｔａｌｙ — ｓｉｓ，ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓａｎｄ１ｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ．ＭｅｓｏｐｏｒｏｕｓＳｎＯ，ｗｉｔｈｌａｒｇｅｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄａｔｕｎｅｄａｒｒａｙｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｓｂｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｍｅｄｉａｉｓｓｔｒｏｎｇｅｒ，ｗｈｉｃｈｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｒｅａｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｓｇａｓｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｃａｔａｌｙｔｉｃ．ＡｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｎｄｆａｃｉｌｅｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈＳｎＣ１４・５Ｈ２Ｏａｓ

SnO2透明导电膜的结构性能及光电特性分析

SnO2透明导电膜的结构性能及光电特性分析透明导电薄膜的种类很多，目前主要有金属透明导电薄膜、氧化物透明导电薄膜、非氧化物透明导电薄膜和高分子透明导电薄膜，其中对金属氧化物透明导电膜的研究比较早。

20世纪50年代前后，出现了硬度高、化学稳定的SnO2基薄膜和综合光电性能优良的In2O3 基薄膜，并制造出了最早有应用价值的透明导电膜NESA-SnO2薄膜，80年代后出现了研究SnO基薄膜的热潮，现已形成SnO2薄膜及其掺杂体系、Cd2SnO4薄膜体系、In2O3薄膜及其掺杂体系、SnO薄膜及其掺杂体系等四大类。

目前单层膜低辐射玻璃的材料主要以SnO2、In2O3、SnO等宽禁带半导体氧化物为主，特别是ITO和SnO2基的低辐射玻璃[2，3]；SnO2成本较低，通过掺杂F、Sb或P等，能大幅度提高SnO2膜的电导率，其中掺F的SnO2膜还具有高透光性、耐腐蚀性等优点，是一种比较理想的低辐射膜[3-9]。

透明导电薄膜具有良好的光电性能，近几十年以来发展很快，透镜光学系统的设计不断得到优化。

其中，液体透镜就是一种是最为简单、成像质量较好的新型透镜。

基于电湿效应的液体透镜，在外加电压驱动时，其变焦响应速度快，抗震性好，成像性能较为稳定，并且功耗低。

可应用于很多领域，有着广泛的应用前景。

本文将采用超声喷涂热解淀积工艺将SnO2：F透明导电薄膜均匀地制备于小尺寸石英管的内、外壁和底部，并对石英管内电场及两种液体界面处的光电特性进行分析。

1SnO2透明导电膜的结构性能1.1 透明导电薄膜透明导电薄膜是指对可见光（波长λ在380～760nm范围内）的透射率高且电导率高的薄膜。

一般讲，可见光的平均透光率Tavg80%、电导率在103Ω-1cm-1以上的薄膜才被称为透明导电膜。

只有能同时满足上述两种条件的材料才能在透明导电膜上应用。

1.2 薄膜结构作为一种多功能无机材料的SnO2透明导电薄膜，不仅兼备低电阻，高的可见光透过率，还具有优良的膜强度和化学稳定性，在太阳能电池，功率加热及光电器件等领域中得到了广泛的应用。

简述基于SnO2的气敏材料研究

简述基于SnO2的气敏材料研究摘要：近年来,由于能源开发、航空航天、石油化工、安全生产等各个方面的需要,对易燃易爆、有毒性气体的监测就变得愈发重要。

尤其是研制出灵敏度高、选择性好、稳定性好、响应恢复时间快、使用寿命长的气体传感器成为今后气体传感器的重要研究课题。

因而,开发出具有实际应用价值的新型气敏材料,成为当前研究的热点。

本文将通过几种基于SnO2的气敏材料介绍现在的一些相关研究的成果。

关键词：气敏材料，SnO2，气敏特性一、Pd掺杂SnO2纳米膜以分析纯SnC12·2H2O和PdCl2为主要原料，控制不同n(Pd 2+)/n(Sn2+ )，利用溶胶凝胶——浸渍提拉法制备了Pd掺杂SnO2纳米膜。

用XRD、AFM 对样品的结构、形貌进行了分析，并测试了Pd掺杂SnO2纳米膜的阻温特性和对H2敏感性能。

结果表明，Pd掺杂SnO2纳米膜平整而致密，表面椭球形粒子颗粒尺寸约为20nm；Pd掺杂SnO2为金红石型晶体结构，但Pd 2+进入SnO2晶格代替八面体中部分Sn2+，导致其晶胞参数比未掺杂SnO2略小；Pd掺杂Sn()!纳米膜的电阻随温度升高而减小．表现出n型半导体阻温特性；随着Pd掺杂比例的增大，元件的电阻增大，其对H2的灵敏度先增大后减小，当掺杂比例为l%时对H2灵敏度最高。

又有学者研究，利用非模板水热法合成了Pd掺杂的SnO2纳米颗粒，并利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)表征了Pd掺杂对晶体结构、表面形貌、微观结构、热稳定性和表面化学状态的影响。

研究发现：水热过程中Pd掺杂对形成的SnO2纳米颗粒大小几乎没有影响，在500℃以下的煅烧过程中，掺杂的Pd可以有效抑制颗粒的生长，但在700℃以上时颗粒生长迅速。

XPS结果显示合成样品中Pd的化学状态有三种：Pd0、pd2+和Pd4+针，其中的主化学状态Pd4+有效促进了气敏性能的提高。

为了同时提高气敏性能和热稳定性，Pd的最佳掺杂量为2．0％—2．5％(摩尔分数)。

SnO2材料气敏性能研究进展

SnO2材料气敏性能研究进展1.气体传感器的定义与研究意义气体传感器是传感器领域的一个重要分支，是一种将气体的成分、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等使用的信息的装置。

它主要用来检测气体的种类和浓度，对接触气体产生响应并转化成电信号从而达到对气体进行定量或半定量检测报警的目的。

气体传感器现已在人类的生产生活中得到了广泛的应用，在民用方面，主要是检测天然气、煤气的泄露，二氧化碳气体含量、烟雾杂质和某些难闻的气味与火灾发生等；在工业方面，主要是检测硫化物、氮氧化物、CH4、CO、CO2与Cl2等有毒或有害的气体，检测有机溶剂和磷烷、砷烷等剧毒气体，检测电力变压器油变质而产生的氢气，检测食品的新鲜度，检测空燃比或废气中的氧气的含量以与检测驾驶员呼气中酒精含量等；在农业生产上，主要是检测温度和湿度、CO2，土壤干燥度、土壤养分和光照度。

因此，气敏传感器的研究具有非常重要的意义。

2.气体传感器的分类按基体材料的不同，气敏传感器还可分为固体电解质气体传感器、有机高分子半导体传感器，金属氧化物半导体气体传感器；按被检测的气体不同，气敏传感器可分为酒敏器件、氢敏器件、氧敏器件等。

固体电解质气体传感器使用固体电解质做气敏材料，主要是通过测量气敏材料通过气体时形成的电动势而测量气体浓度。

这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，得到了广泛的应用。

高分子气敏传感器通过测量气敏材料吸收气体后的电阻、电动势、声波在材料表面传播速度或频率以与重量的变化来测量气体浓度。

高分子气体传感器具有许多的优点，如对特定气体分子灵敏度高，选择性好，且结构简单，能在常温下使用，可以补充其它气体传感器的不足。

金属氧化物半导体气体传感器是一类研究时间较长、应用前景较好的传感器，它主要根据材料表面接触气体后电阻发生变化的原理来检测气体。

因为金属氧化物半导体中多数载流子的不同而分为P型和N型。

N型半导体材料中，主要是晶格部存在氧离子的缺位或阳离子的填隙，此类材料主要包括SnO、ZnO、In2O3、a-Fe2O3、WO3、ZnFe2O4、CdO和TiO2等。