1 安徽工业大学化学与化工学院, 安徽 马鞍山 243002
2 临沂大学材料科学与工程学院, 山东 临沂 276005
开发一种性能优异的氨气气体传感器对人类健康和环境保护具有重要意义。利用溶胶凝胶法制备了MgFe2O4纳米材料, 并通过乙醇超声分散法与Ti3C2Tx复合, 制备了不同比例的Ti3C2Tx-MgFe2O4复合材料。随后, 采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析、Fourier红外光谱等方法对Ti3C2Tx-MgFe2O4复合材料的结构和形貌进行了表征, 研究了不同比例Ti3C2Tx-MgFe2O4复合材料的气敏性能。结果表明: 2.5% (质量分数) Ti3C2Tx-MgFe2O4复合材料在室温(25 ℃)对100 μL/L氨气的响应(Ra/Rg=4.7)比单一MgFe2O4纳米材料(Ra/Rg=1.3)高出3.6倍, 并且具有良好的气敏选择性和快速的响应/恢复时间(10.8 s/6.6 s)。
复合材料 碳化钛 氨气 气敏性能 composite material titanium carbide ammonia gas sensing properties
1 安徽工业大学化学与化工学院, 安徽 马鞍山 243002
2 临沂大学材料科学与工程学院, 山东 临沂 276005
工业生产生活中产生的乙醛气体需要实时高效监测, 利用水热法制备了WO3纳米片和一系列Ti3C2Tx-WO3复合材料。采用X射线衍射法、扫描电子显微镜、Fourier红外光谱、X射线能谱等对制备出的Ti3C2Tx-WO3复合材料进行了结构和形貌表征。对Ti3C2Tx-WO3复合材料进行了气敏性能研究, 并且探究了碳化钛加入量对Ti3C2Tx-WO3复合材料气敏性能的影响。结果表明: Ti3C2Tx的加入能够有效提高WO3纳米片的气敏性能。当Ti3C2Tx的加入量在7%(质量分数)时, Ti3C2Tx-WO3复合材料的最佳工作温度优化为80 ℃。7% Ti3C2Tx-WO3材料在80 ℃时对100 μL/L的乙醛气体的灵敏度达到了32.9, 最低检测限为0.1 μL/L。
复合材料 碳化钛 乙醛 气敏性能 composite material titanium carbide acetaldehyde gas sensing properties
1 1.上海理工大学 材料科学与工程学院, 上海 200093
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 国家大型科学仪器中心上海无机质谱中心, 上海 200050
氨气污染是空气污染的重要因素之一, 且氨气容易诱发急性水肿和呼吸衰竭等疾病, 严重危害人体健康。开发高性能氨气传感器已经成为氨气实时监测和安全预警的重要手段。本工作采用水热法制备了纳米花状、纳米球状和纳米片状三种不同形貌的二硫化钼, 以此构建了三种MoS2氨气传感器, 并利用自主搭建的气敏检测平台进行气敏性能研究。气敏实验结果表明: 在三种不同形貌的MoS2氨气传感器中, 纳米花状MoS2传感器对于氨气具有更好的响应性能, 对于10×10-6 NH3的响应值为7.41%, 而相同氨气浓度条件下的纳米片状和纳米球状MoS2传感器的响应值分别为2.01%和5.11%。此外, 纳米花状MoS2传感器还表现出优异的可重复性、稳定性和选择性。纳米花状MoS2传感器具有优越的响应性能, 主要因为其具有较大的比表面积, 可为NH3的吸附提供更多的活性位点。本研究为采用MoS2作为基底材料制备高性能的NH3传感器提供了新思路。
二硫化钼 纳米花 氨气 传感器 气敏性能 MoS2 nanoflower ammonia gas sensor gas-sensing
1 1.大连工业大学 纺织与材料工程学院, 大连 116034
2 2.东北大学 材料科学与工程学院, 沈阳 110819
采用静电纺丝技术结合化学沉淀法和高温煅烧处理, 制备了具有不同Sn含量的SnO2/NiO复合半导体纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM), X射线衍射仪(XRD)和能量色散X射线光谱仪(EDS)对样品的形貌, 结构以及各元素含量进行表征。以乙醇为目标气体, 探究SnO2/NiO纳米纤维的气体传感性质, 以及Sn含量对复合纳米纤维气敏性能的影响。研究结果表明, SnO2/NiO复合纳米纤维具有三维网状结构, SnO2复合对NiO纳米纤维的气敏性能具有明显的增强作用。随着SnO2含量的增加, 复合纤维对乙醇气体的响应灵敏度增强, 其中响应最高的复合纳米纤维在最佳工作温度160 ℃条件下对体积分数为100×10-6乙醇气体的响应灵敏度为13.4, 是NiO纳米纤维最大响应灵敏度的8.38倍。与市面常见的乙醇气体传感器MQ-3相比, SnO2/NiO复合纳米纤维的最佳工作温度更低, 响应灵敏度更高, 具有一定的实际应用价值。
1 上海大学理学院 化学系, 上海200444
2 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所, 上海200050
采用一种无需催化剂和载气的简便碳热还原法制得长度约为100 μm、直径约为500 nm、长径比达到200的超长ZnO纳米线, 讨论了Si基底位置、沉积时间以及反应物原料的量对ZnO纳米线形貌的影响。对ZnO纳米线的气敏性能进行研究, 结果表明: 在工作温度为350 ℃时, ZnO纳米线传感器能够很好地检测酒精气体, 具有选择性好、响应恢复快的优点, 且最低检测体积分数为5×10－6。另外, 通过一种简单、实用的介电泳法制得基于ZnO纳米线的紫外传感器。在365 nm紫外灯照射下, 光电流增加了13%; 而在254 nm紫外灯照射时, 光电流则没发生变化, 说明该传感器对不同波长的紫外光有一定的选择性。
超长ZnO纳米线 气敏性能 紫外传感器 ultra-long ZnO nanowires gas sensing UV sensor
