气敏材料

摘要： 理论与实验、专业与学科前沿相结合是目前化工教学的一大趋势。该研究以氧化镍(NiO)/氧化锌(ZnO)复合材料为研究对象,探索了气敏材料的制备、气敏元件的组装和气敏性能的测试分析。在气敏测试过程中,考察了温度、目标气体乙醇浓度对气敏性能的影响。实验难度适中,贴近科学前沿,可以让学生体验一个综合性的实验过程。且此研究将理论与实践相结合,通过ZnO在不同环境中的电学性质的变化,可使学生切实地了解材料的特性、传感器的工作原理,有利于激发学生的科研兴趣,培养学生的科研实践能力。

摘要： 以硝酸钴、氯化亚锡和2-甲基咪唑为原料,甲醇为溶剂,通过热解双金属有机骨架法制备SnO_(2)/Co_(3)O_(4)复合材料,探究光活化作用下SnO_(2)/Co_(3)O_(4)复合材料的低温丙酮气敏性能。结果表明:SnO_(2)/Co_(3)O_(4)复合材料在近紫外光活化作用下,工作温度为80°C时,对体积分数为0.005%的丙酮具有良好的气敏性能,灵敏度响应值为14.5,是无光活化时的7倍,并且表现出良好稳定性。SnO_(2)/Co_(3)O_(4)复合材料气敏性能的改善是由于光活化下材料内部建立了氧的光活化吸附-解吸循环,使得低温下材料的气体吸附-解吸过程和表面反应性增强。

摘要： 分析了聚丁二炔作为气敏传感材料的机理,总结了不同结构聚丁二炔衍生物作为气敏传感材料的研究现状。本文以聚氨酯、石墨烯、二硫化钼、纤维素纳米晶等增强材料为例,阐述了聚丁二炔复合材料的气敏增强原理、优点及存在的问题,介绍了如食物腐败的检测、便携腕式传感器等新型传感场合的应用研究。目前,聚丁二炔作为气敏传感材料还处于起步阶段,光学转变机理不明确、侧基改性工艺烦琐、官能团种类有限、易受环境影响失效等问题都亟待解决;未来应拓宽对增强材料的选择,调控复合材料的结构以实现对待测气体的高选择性和高灵敏度响应,更要发挥聚丁二炔复合材料成型工艺简单、与环境相容性好的优点,制备更具功能化的气敏材料。

摘要： 石墨烯基气体传感器具有噪声低、能耗小和常温下即可检测等优点,在医疗诊断、气体检测和农业生产等方面有着广泛的应用。然而,传统石墨烯型传感器往往存在着恢复时间长和选择性低等问题。为了使传感器工作更加灵敏,开发基于石墨烯及其衍生物的复合新型气敏材料用以降低恢复时间和提高选择性,是当前的主要研究热点。简要介绍了近年来石墨烯复合气敏材料(如金属氧化物半导体、导电聚合物、金属有机骨架化合物、二维过渡金属碳氮化物等)用于氨气检测的研究现状,展望了其在微机电系统集成化等领域的应用前景。

摘要： 为了研究通过电流体动力学(EHD)打印在微热板上涂覆气敏材料过程中各参数对锥射流形成的影响,采用多物理场有限元仿真软件分析了锥射流形成过程。高速摄像机拍摄锥射流形成过程与仿真锥射流形成过程一致,验证了仿真分析的有效性。仿真结果表明:随着针头与衬底之间距离减小,锥射流形成时间单调减小;针头内径和接触角的增大都会使锥射流直径增大。根据仿真结果优化EHD打印参数,在微热板上打印花状气敏材料,不但保留了材料的微观纳米结构,而且形成了较为均匀的薄膜。

摘要： 针对传统气敏材料表征实验中微悬臂梁称重装置存在温控系统体积大、能效比低及升降温速度慢等问题.文中设计了采用双层帕尔贴结构的微型温控腔体,拓宽了温度控制范围,减小了温控腔体体积.同时提出高精度自校准温度测量电路和模糊自适应P ID控制算法,提高了温度控制速度和精度.实验结果表明:该系统控温范围可达-40～180°C,温控稳定性为±0.05°C,最大升温速度为40°C/min,最大降温速度为-20°C/min,完全满足基于微悬臂梁的气敏材料吸脱附性能分析对温度变化的要求.

摘要： 利用活泼的金属钠还原廉价的糖类,成功实现了一种缺陷石墨烯的可控制备,该石墨烯材料在室温下表现出极佳的湿敏性能.表征结果显示:蔗糖前驱体使石墨烯片层厚度增加到0.4 nm,并改变缺陷石墨烯表面的修饰基团及缺陷含量(摩尔分数).蔗糖前驱体制备的缺陷石墨烯,其表面含氧基团的摩尔分数可达24.2％.不同缺陷含量的石墨烯样品室温湿敏性能表现不同.相比不加糖类的石墨烯样品,蔗糖前驱体制备的缺陷石墨烯室温湿敏性能最高可提升4.5倍.研究结果可为石墨烯基材料在室温气敏探测方面的应用提供技术参考.

摘要： 在大数据与物联网高速发展的时代,传感器无疑作为自动获取信息的第一选择而工作于整个信息链的最前端.而随着工业化程度的加强、大气环境的逐步恶化、工厂家庭火灾频发、航空航天以及医疗、灾情和探险等多方面均为传感器发展提供了众多机会.其中,气体传感器因体积小、低成本、隐私好的优点而得到了广泛的运用,因此也对其稳定性、准确性及精度做出了更高的需求,而气体传感器因其电化学性质会产生非线性反馈、阻浓特性曲线转移、化学腐蚀等棘手问题,使其在运用中大多只能以一阈值作为开关量传感器使用,因此本文将从硬件优化及软件补偿上进行氧化物半导体型传感器的应用优化研究.

摘要： 本文阐述了气敏材料的发展和研究热点.就材料而言,经历了从单一材料到复合材料、从无机材料到无机有机复合材料的历程;经历了从微米材料到纳米材料,从厚膜材料到薄膜材料,再回到厚膜孔材料的历程.体现出了人们对于气敏行为认识的深入过程.另外,文中还介绍了对于气敏材料发展的认识及对研究热点的把握,突出了可控多孔微结构是今后气敏材料发展的重要方向.将外磁场技术引入气敏氧化物的孔道化构筑过程，可以改变孔道结构的无序混乱状态。通过调控外磁场来控制气敏氧化物的响应，影响微观孔道结构的形成、走向、分布，进而充分发挥气敏材料的性能。而运动规律的探索、理论模型的建立无疑将使这一过程更加透明、易于操控。

摘要： 采用静电纺丝法和气相聚合法制备了聚吡咯和聚偏氟乙烯复合纳米纤维气敏材料及气体传感器;研究对比了复合纳米纤维气敏材料与复合薄膜气敏材料对于400×10-6～3600×10-6氨气的室温响应特性。

摘要： 化石能源的使用,造成了大量CO2气体排放,而CO2是一种温室气体,可形成温室气体,造成了一些许多环境问题,如:全球变暖、雨水酸化、冰川融化、海平面上升等.另外在密闭的环境中过高浓度的CO2也对人类的呼吸也会产生影响.另外,CO2也应用于一些生产、生活技术.这都需要对CO2进行监测与控制.虽然CO2是一种化学性质较稳定的气体,一些实验结果表明半导体材料可能对CO2气体产生电响应.当化石能源燃烧不完全,也可形成CO.当然CO也是一种燃料,由于易燃以及对人体可能产生伤害,也需要监测.在本报告中,将介绍课题组在CO2以及CO气敏材料以及气敏机制方面的一些(实验与DFT计算)研究进展.

摘要： 经过半个多世纪的发展，气敏材料从最初的氧化物半导体逐步走向了多元化，出现了共扼聚合物、碳材料等多种气敏材料，促使传感器件也在多样化，针对氧化物半导体制作的陶瓷管型器件，是迄今最为成熟的商业用器件，而新型的依托于半导体加工技术制作的各种平面型传感器件，则是特别适用于敏感材料气敏性能研究的器件，能够满足粉体、薄膜、厚膜等多种材料的器件化需求。与此同时，适用于陶瓷管型器件的旁热式气敏分析系统仍是研究商业化器件的首选设备，但是存在一定的测量局限性，而针对平面型传感器件开发的新型气敏分析系统是对其很好的补充，势必将在气敏研究领域发挥重要作用。

摘要： 随着材料合成技术的进步,各种新型的气敏材料被不断地开发报道,这些材料通常具有高的比表面积、有序的孔道分布、良好的电信号传输能力等特点,因此表现出高灵敏度、快响应恢复及良好的稳定性、选择性等性质,从而成为了气敏研究的热点.本文比较了使用不同的测试方法所获得的同种气敏材料的性能参数,分析了造成这些差异的原因,从而为针对新型气敏材料的性能测试提供了参考.

摘要： 新型复合材料Zn2SnO4具有良好的气敏性,文献鲜有报道Zn2SnO4材料的制备以及氧化物掺杂改性；因此采用液相共沉淀法制备了Zn2SnO4粉体材料,利用X射线衍射仪(XRD)对合成的材料的结构进行了表征；通过固相反应制备了MnO2,Li2O掺杂的Zn2SnO4粉体,对旁热式气敏元件的性能进行了测试。实验发现Zn2SnO4是一种性能优良的酒敏材料,氧化物掺杂剂MnO2和Li2O的加入明显提高了材料对乙醇气体的灵敏度和选择性,质量百分含量为0.5%的Li2O的掺杂量可以使元件对于体积分数为50×10-6的乙醇气体灵敏度达到150。

摘要： 采用非水溶剂溶胶-凝胶法制备了粒径为10nm左右的SnO2基纳米气敏材料,制作成烧结型气体传感器,通过锑的掺杂来提高纳米SnO2气体传感器的灵敏度和选择性,结果表明,锑的掺杂百分比为0.045%时,传感器对酒精的灵敏度最大,并对酒精显示出良好的选择性和响应恢复特性。

摘要： 本文制备了一种新型的有机气敏材料-取代双酞菁镧（Sub-Re(Pc)2），该材料具有优良的溶解性能和成膜性能，无需任何分子支撑剂即可较好地在纯水亚相上形成LB膜。当铺展量为0.5mg/m2时，崩溃压高达51mN/m。在10μm 间距的超微电级上制备了18层LB单分子超薄膜，AFM观测证实其表面形貌均匀致密。在气敏响应的测试中，该材料在较低工作温度（10°C）下有灵敏的电子学响应，瞬时响应为3～5秒，信号变化达4 个数量级，在85°C微热条件下能彻底脱附气体分子，已经具备实际应用价值。

摘要： 二氧化锡是应用最广泛的气敏材料，可分类检测CO、Nox、H2S以及SO2等多种污染性气体。介孔二氧化锡具有较大的比表面积和发达的孔结构，在传感技术和环境催化等领域中具有更好的应用前景。目前介孔二氧化锡主要以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板来制备。本文采用价廉且环保的聚乙二醇(PEG)为模板剂，以尿素调节酸碱度，以氯化锡为金属源，经水热处理后制得了蠕虫状介孔二氧化锡。该方法只需水洗而无需焙烧即可去除模板，实验步骤简单且制备成本低。利用XRD、BET、FT-IR和TEM/SAED等技术表征了所得产物的物理性质。

摘要： Cl2是一种有强烈刺激性气味的气体,危害人体健康,甚至有爆炸的危险,及时有效地对Cl2进行检测是至关重要的.然而Cl2氧化性强,易与材料发生反应而导致气敏元件中毒、失活.尖晶石型CoFe2O4纳米材料结构稳定,适于制备有毒有害气体传感器.本研究采用水热法,在不同合成温度条件下合成得到CoFe2O4纳米颗粒,利用X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)对其进行表征,并进行气敏性能测试.实验结果表明,由CoFe2O4纳米颗粒制备的气敏元件仅对Cl2有响应,且能快速恢复,CoFe2O4纳米材料在检测Cl2的实际应用领域具有重大潜力.

摘要： 本发明公开一种In2O3基气敏材料的制备方法，涉及MEMS气体传感器技术领域，本发明包括以下步骤：(1)将InCl3溶于醋酸中；(2)将柠檬酸溶于乙醇、乙二醇、水和丙三醇溶液中，然后将柠檬酸溶液逐滴加入步骤(1)的InCl3醋酸溶液中，搅拌，制得In2O3基前驱溶液，即为In2O3基气敏材料。本发明还提供由上述制备方法制得的敏感芯片、气体传感器。本发明的有益效果在于：制得的气体传感器具有很好的一致性、重复性，对多种有毒有害气体有着不同程度的灵敏度，具有较好的选择性。

摘要： 本发明公开一种氧化锌基气敏材料的制备方法，涉及MEMS气体传感器技术领域，包括以下步骤：(1)锌源溶液的配制；(2)取有机碱溶液滴加到锌盐溶液中，搅拌，超声分散，得到浊液；(3)将浊液置于50‑90°C烘箱中静置反应1‑24h，即制得氧化锌基气敏材料。本发明还提供上述制备方法制得的氧化锌基气敏材料及其应用。本发明的有益效果在于：本发明制备方法简单，无昂贵的设备投入，易批量化生产，制备方法绿色能耗低。制得的化锌基气敏材料、MEMS敏感芯片、MEMS气体传感器用于对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。

摘要： 本发明公开一种WO3气敏材料的制备方法，涉及MEMS气体传感器技术领域，本发明包括以下步骤：将钨酸钠进行酸化处理，酸化处理时采用的酸浓度为1‑8mol/L，控制溶液的H+浓度为0.001‑3mol/L，然后将混合反应体系进行稳定处理，稳定处理结束后，将产物进行清洗、干燥，然后进行热处理，即获得WO3气敏材料。本发明还提供采用上述方法制得的WO3气敏材料及其应用。本发明的有益效果在于：本发明制得的WO3气敏材料对三甲胺具有较高的响应值，对50ppm的三甲胺响应值最高可达到83，相对于常见的气体检测，具有很好的选择性。对10ppm浓度的三甲胺具有较高的灵敏度。

摘要： 本发明公开一种SnO2基气敏材料，涉及气体传感器技术领域，发明中的气体传感器在SnO2的基础上同时掺杂Pd、Si和Sb元素。本发明还提供SnO2基气敏材料的制备方法、MEMS敏感芯片的制备方法、制得的MEMS敏感芯片、MEMS气体传感器的制备方法及制得的MEMS气体传感器。本发明的有益效果在于：本发明以SnO2为基础材料，同时掺杂Pd、Si和Sb元素后，传感器的稳定性显著改善，同时保持较高的灵敏度。

摘要： 本发明涉及一种新型气敏材料的制备方法及该气敏材料的应用。首先采用共沉淀法合成了四氧化三铁（Fe

摘要： 本发明公开一种氟利昂气敏材料的制备方法，涉及气敏材料技术领域，包括以下步骤：(1)将锡盐溶于反应溶剂，加入锑盐和表面活性剂，溶解后，水浴加热搅拌，然后加入碱液，直至混合液pH达到9.5‑10.5，反应结束后冷却、离心、冷冻干燥，将干燥后的粉末进行烧结，将烧结后的材料制成粉末，得到敏感材料主体；(2)将敏感材料主体与PMMA分散液、有机醇、挥发溶剂、钯盐、硅酸四乙酯混合后，球磨，烘干。本发明还提供采用上述方法制得的气敏材料及其应用。本发明的优点为：本发明中的气敏材料对氟利昂气体具有高灵敏度，稳定性强，在空气中受外界环境干扰小，长期阻值稳定，长期灵敏度稳定，且具有优秀的抗环境温湿度变化的能力。

摘要： 本发明公开用于食品安全检测气敏材料的制备方法，涉及食品安全应用技术领域，包括以下步骤：(1)将KIT‑6分子筛、钴盐和锌盐溶于水，超声得A溶液；(2)将2‑甲基咪唑溶于水，得B溶液；(3)将A溶液倒入B溶液，搅拌，反应釜中反应，反应结束冷却至室温，离心，烘干，得到粉末；(4)将粉末煅烧、保温、冷却。本发明还提供采用上述方法制得的气敏材料及其应用。本发明的有益效果为：本发明制得的气敏材料具备纳米介孔的微观结构，活性反应位点充足，制备方式简易；气敏材料用于气体传感器时具备高灵敏度的同时兼具选择性；气敏材料的工作温度较低，能耗低，可以用于食品安全检测，尤其是冰箱肉类变质的检测。

摘要： 本发明公开一种氧化锌基气敏材料的制备方法，涉及MEMS气体传感器技术领域，包括以下步骤：(1)锌源溶液的配制；(2)取有机碱溶液滴加到锌盐溶液中，搅拌，超声分散，得到浊液；(3)将浊液置于50‑90°C烘箱中静置反应1‑24h，即制得氧化锌基气敏材料。本发明还提供上述制备方法制得的氧化锌基气敏材料及其应用。本发明的有益效果在于：本发明制备方法简单，无昂贵的设备投入，易批量化生产，制备方法绿色能耗低。制得的化锌基气敏材料、MEMS敏感芯片、MEMS气体传感器用于对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。

摘要： 本发明公开一种WO3气敏材料的制备方法，涉及MEMS气体传感器技术领域，本发明包括以下步骤：将钨酸钠进行酸化处理，酸化处理时采用的酸浓度为1‑8mol/L，控制溶液的H+浓度为0.001‑3mol/L，然后将混合反应体系进行稳定处理，稳定处理结束后，将产物进行清洗、干燥，然后进行热处理，即获得WO3气敏材料。本发明还提供采用上述方法制得的WO3气敏材料及其应用。本发明的有益效果在于：本发明制得的WO3气敏材料对三甲胺具有较高的响应值，对50ppm的三甲胺响应值最高可达到83，相对于常见的气体检测，具有很好的选择性。对10ppm浓度的三甲胺具有较高的灵敏度。

摘要： 本发明公开一种In2O3基气敏材料的制备方法，涉及MEMS气体传感器技术领域，本发明包括以下步骤：(1)将InCl3溶于醋酸中；(2)将柠檬酸溶于乙醇、乙二醇、水和丙三醇溶液中，然后将柠檬酸溶液逐滴加入步骤(1)的InCl3醋酸溶液中，搅拌，制得In2O3基前驱溶液，即为In2O3基气敏材料。本发明还提供由上述制备方法制得的敏感芯片、气体传感器。本发明的有益效果在于：制得的气体传感器具有很好的一致性、重复性，对多种有毒有害气体有着不同程度的灵敏度，具有较好的选择性。