Bħala sensuri ewlenin tal-gass fi stat solidu, sensuri tal-gass semikondutturi nano tal-metall ossidu jintużaw ħafna fil-produzzjoni industrijali, monitoraġġ ambjentali, kura tas-saħħa u oqsma oħra għas-sensittività għolja tagħhom, spiża baxxa tal-manifattura u kejl sempliċi tas-sinjal.Fil-preżent, ir-riċerka dwar it-titjib tal-proprjetajiet ta 'sensing tal-gass ta' materjali ta 'sensing ta' ossidu tal-metall nano tiffoka prinċipalment fuq l-iżvilupp ta 'ossidi tal-metall fuq skala nanoskala, bħal nanostruttura u modifika tad-doping.

Materjali ta 'sensing semikondutturi ta' ossidu tal-metall nano huma prinċipalment SnO2, ZnO, Fe2O3, VO2, In2O3, WO3, TiO2, eċċ Il-komponenti tas-sensuri għadhom is-sensuri tal-gass reżistenti l-aktar użati, sensors ta 'gassijiet mhux reżistenti qed jiġu żviluppati wkoll aktar malajr.

Fil-preżent, id-direzzjoni ewlenija tar-riċerka hija li tipprepara nanomaterjali strutturati b'erja tal-wiċċ speċifika kbira, bħal nanotubi, matriċi nanorod, membrani nanoporużi, eċċ. biex tiżdied il-kapaċità ta 'assorbiment tal-gass u r-rata ta' diffużjoni tal-gass, u b'hekk ittejjeb is-sensittività u l-veloċità tar-rispons għall-gass tal-materjali.Id-doping elementali tal-ossidu tal-metall, jew il-kostruzzjoni tas-sistema nanokomposita, id-dopant introdott jew il-komponenti komposti jistgħu jkollhom rwol katalitiku, u jistgħu wkoll isiru trasportatur awżiljarju għall-kostruzzjoni tan-nanostruttura, u b'hekk itejbu l-prestazzjoni ġenerali tas-sensing tal-gass tas-sensing. materjali.

1. Materjali ta 'sensing tal-gass użati Nano Tin Oxide (SnO2)

Ossidu tal-landa (SnO2) huwa tip ta 'materjal sensittiv għall-gass ġenerali sensittiv.Għandu sensittività tajba għal gassijiet bħal etanol, H2S u CO. Is-sensittività tal-gass tagħha tiddependi fuq id-daqs tal-partiċelli u l-erja tal-wiċċ speċifika.Il-kontroll tad-daqs tan-nanotrab SnO2 huwa ċ-ċavetta għat-titjib tas-sensittività tal-gass.

Ibbażat fuq trab tal-ossidu tal-landa nano mesoporuża u makroporuża, ir-riċerkaturi ħejjew sensuri ta 'film oħxon li għandhom attività katalitika ogħla għall-ossidazzjoni tas-CO, li tfisser attività ogħla ta' sensing tal-gass.Barra minn hekk, l-istruttura nanoporuża saret post sħun fid-disinn ta 'materjali sensing tal-gass minħabba l-SSA kbir tagħha, id-diffużjoni tal-gass sinjuri u l-kanali tat-trasferiment tal-massa.

2. Materjali ta 'sensing tal-gass użati Nano Iron Oxide (Fe2O3)

Ossidu tal-ħadid (Fe2O3)għandha żewġ forom tal-kristall: alfa u gamma, li t-tnejn jistgħu jintużaw bħala materjali ta 'sensing tal-gass, iżda l-proprjetajiet ta' sensing tal-gass tagħhom għandhom differenzi kbar.α-Fe2O3 jappartjeni għal struttura tal-kurundun, li l-proprjetajiet fiżiċi tagħha huma stabbli.Il-mekkaniżmu ta 'sensing tal-gass tiegħu huwa kkontrollat ​​mill-wiċċ, u s-sensittività tiegħu hija baxxa.γ-Fe2O3 jappartjeni għall-istruttura spinel u huwa metastabbli.Il-mekkaniżmu ta 'sensing tal-gass tiegħu huwa prinċipalment kontroll tar-reżistenza tal-ġisem. Għandu sensittività tajba iżda stabbiltà fqira, u huwa faċli biex tinbidel għal α-Fe2O3 u tnaqqas is-sensittività tal-gass.

Ir-riċerka attwali tiffoka fuq l-ottimizzazzjoni tal-kundizzjonijiet ta 'sinteżi biex tikkontrolla l-morfoloġija ta' nanopartiċelli Fe2O3, u mbagħad screening għal materjali xierqa sensittivi għall-gass, bħal nanobeams α-Fe2O3, nanorods α-Fe2O3 porużi, nanostrutturi α-Fe2O3 monodisperse, mesopori α-Fe2O3 nanomaterjali, eċċ.

3. Materjali ta 'sensing tal-gass użati Nano Zinc Oxide (ZnO)
Ossidu taż-żingu (ZnO)huwa materjal tipiku sensittiv għall-gass ikkontrollat ​​mill-wiċċ.Is-sensor tal-gass ibbażat fuq ZnO għandu temperatura operattiva għolja u selettività fqira, li jagħmilha ferm inqas użata minn nanotrab SnO2 u Fe2O3.Għalhekk, il-preparazzjoni ta 'struttura ġdida ta' nanomaterjali ZnO, modifika tad-doping ta 'nano-ZnO biex titnaqqas it-temperatura operattiva u tittejjeb is-selettività hija l-fokus tar-riċerka fuq materjali ta' sensing tal-gass nano ZnO.

Fil-preżent, l-iżvilupp ta ' l-element tas-sensing tal-gass nano-ZnO kristall wieħed huwa wieħed mid-direzzjonijiet tal-fruntiera, bħal sensors tal-gass nanorod tal-kristall wieħed ZnO.

4. Materjali ta 'sensing tal-gass użati Nano Indium Oxide (In2O3)
Ossidu tal-Indju (In2O3)huwa materjal ta 'sensing ta' gass semikonduttur tat-tip n emerġenti.Meta mqabbel ma 'SnO2, ZnO, Fe2O3, eċċ., Għandu medda wiesgħa ta' faxxa, resistività żgħira u attività katalitika għolja, u sensittività għolja għal CO u NO2.Nanomaterjali porużi rappreżentati minn nano In2O3 huma wieħed mill-hotspots ta 'riċerka riċenti.Ir-riċerkaturi sintetizzaw materjali In2O3 mesoporużi ordnati permezz ta 'replikazzjoni tal-mudell tas-silika mesoporuża.Il-materjali miksuba għandhom stabbiltà tajba fil-medda ta '450-650 °C, għalhekk huma adattati għal sensuri tal-gass b'temperaturi operattivi ogħla.Huma sensittivi għall-metan u jistgħu jintużaw għall-monitoraġġ tal-isplużjoni relatat mal-konċentrazzjoni.

5. Materjali ta 'sensing tal-gass użati Nano Tungstenu Oxide(WO3)
Nanopartiċelli WO3huwa materjal semikonduttur kompost ta 'metall ta' transizzjoni li ġie studjat u applikat b'mod wiesa 'għall-proprjetà tajba ta' sensing tal-gass tiegħu.Nano WO3 għandu strutturi stabbli bħal triclinic, monoclinic u orthorhombic.Ir-riċerkaturi ħejjew nanopartiċelli WO3 b'metodu ta 'nano-casting bl-użu ta' SiO2 mesoporuż bħala mudell.Instab li n-nanopartiċelli monokliniċi WO3 b'daqs medju ta '5 nm għandhom prestazzjoni aħjar ta' sensing tal-gass, u l-pari tas-sensuri miksuba permezz ta 'depożizzjoni elettroforetika ta' nanopartiċelli WO3 Konċentrazzjonijiet baxxi ta 'NO2 għandhom rispons għoli.

Id-distribuzzjoni omoġenja ta 'nanoclusters WO3 ta' fażi eżagonali ġiet sintetizzata permezz ta 'metodu idrotermali ta' skambju joniku.Ir-riżultati tat-test tas-sensittività tal-gass juru li s-sensor tal-gass nanoclustered WO3 għandu temperatura operattiva baxxa, sensittività għolja għall-aċetun u trimethylamine u ħin ta 'rkupru ta' rispons ideali, li jiżvela prospett tajjeb ta 'applikazzjoni tal-materjal.

6. Materjali ta 'sensing tal-gass użati Nano Titanium Dioxide(TiO2)
Diossidu tat-titanju (TiO2)materjali sensing tal-gass għandhom il-vantaġġi ta 'stabbiltà termali tajba u proċess ta' preparazzjoni sempliċi, u gradwalment saru materjal sħun ieħor għar-riċerkaturi.Fil-preżent, ir-riċerka dwar is-sensor tal-gass nano-TiO2 tiffoka fuq in-nanostruttura u l-funzjonalizzazzjoni ta 'materjali ta' sensing TiO2 billi tuża nanoteknoloġija emerġenti.Pereżempju, ir-riċerkaturi għamlu fibri TiO2 vojta minn skala mikro-nano permezz tat-teknoloġija ta 'elettrospinning koassjali.Bl-użu tat-teknoloġija tal-fjamma staġnata mħallta minn qabel, l-elettrodu trasversali jitqiegħed ripetutament fi fjamma staġnat imħallat minn qabel b'tetraisopropoxide tat-titanju bħala l-prekursur, u mbagħad imkabbar direttament biex jifforma membrana poruża b'nanopartiċelli TiO2, li hija rispons sensittiv għal CO. Fl-istess ħin tikber it-TiO2 ordnat firxa ta 'nanotubi permezz ta' anodizzazzjoni u tapplikaha għall-iskoperta ta 'SO2.

7. Nano ossidu komposti għall-materjal sensing tal-gass
Il-proprjetajiet ta 'sensing tal-gass ta' trabijiet nano-ossidi tal-metall sensing materjali jistgħu jittejbu bid-doping, li mhux biss jaġġusta l-konduttività elettrika tal-materjal, iżda jtejjeb ukoll l-istabbiltà u s-selettività.Id-doping ta 'elementi ta' metall prezzjuż huwa metodu komuni, u elementi bħal Au u Ag ħafna drabi jintużaw bħala dopants biex itejbu l-prestazzjoni tas-sensing tal-gass tat-trab ta 'l-ossidu taż-żingu nano.Materjali ta 'sensing ta' gass komposti nano ossidu prinċipalment jinkludu Pd drogat SnO2, Pt-doped γ-Fe2O3, u materjal ta 'sensing ta' sfera vojta In2O3 miżjud b'ħafna elementi, li jista 'jiġi realizzat billi jiġu kkontrollati l-addittivi u s-sensing tat-temperatura biex jiġu realizzati skoperta elettiva ta' NH3, H2S u CO Barra minn hekk, il-film nano WO3 huwa modifikat b'saff ta 'V2O5 biex itejjeb l-istruttura tal-wiċċ poruż tal-film WO3, u b'hekk itejjeb is-sensittività tiegħu għal NO2.

Fil-preżent, graphene/nano-metall ossidu komposti saru hotspot fil-materjali tas-sensuri tal-gass.In-nanokomposti tal-grafene/SnO2 intużaw ħafna bħala skoperta ta 'ammonja u materjali ta' sensing NO2.