传统的陶瓷半导体气敏材料主要有SnO2、Fe2O3、WO3、ZnO、In2O3等过渡金属氧化物,但这些材料大多是广普型的气敏材料,对气体的选择性并不好。虽然通过贵金属掺杂和制膜工艺的改进气敏选择性有所改进,但是又增加了成本。从20世纪80年代起,人们发现ZnSnO3和LaFeO3等钙钛矿复合金属氧化物材料用传统工艺制备的气敏元件就能表现出良好的敏感特性。随后就开始了大量的研究,成为近年来研究的热点。本文以ZnSnO3为研究对象,分别对这种材料的纳米化制备、气敏性能、掺杂改性等方面进行实验研究对其气敏机理也进行了初步的探索研究。本课题采用共沉淀法制备了ZnSnO3的前驱体,再通过高温焙烧合成得到了钙钛矿型复合氧化物。XRD图谱分析表明:用超声波振荡分散和低温陈化新工艺制得ZnSnO3为单相结构,产物中没有杂相出现而制得的粉末纯度也比传统工艺制得粉
气敏材料
指遇到特定气体时,在一定条件下,其物理化学性质将随外界气体种类和浓度变化而发生一定变化的功能材料。现在使用的气敏材料主要有气敏半导体陶瓷和高分子气敏材料两类:
1.气敏半导体陶瓷。按其气敏原理的不同可分为以下三种:①半导体气敏材料,为一些金属氧化物,如SnO2、ZnO2等。此种材料的表面吸附气体分子时,其电阻、电流或电压会发生急剧变化。改变对此种材料的加热温度和添加些催化剂(如Pd、Pt和ThO2)等,可提高其对气体吸附反应的灵敏度。②接触燃烧式气敏材料。此种材料由两种材料构成(如Pt-A12O3+Pt丝,Pd-A12O3+Pt丝),其中一种与气体发生接触燃烧反应而产生热量;而另一种材料(多选用Pt丝)的电阻对温度敏感。③固体电解质气敏材料。此种材料(如CaO-ZrO2、Y2O3-ZrO2等)对气体的选择透通性能,在电解质中产生离子,形成浓差电势。
2.高分子气敏材料。这类材料在遇到特定气体时,其电阻、介电常数和材料表面声波传播速度和频率等物理性能会发生变化,如聚异丁烯等。
气敏材料被用作气体传感器的元件,用于检测月燃气体和有毒气体。
mos是指半导体金属氧化物。
mos详细解释:Metal - Oxide - Silicon,金属 - 氧化硅 - 硅。
金属氧化物半导体因其独特的理化性能在众多的气敏材料中脱颖而出,在气敏传感过程中展现了更加宽广的气体浓度检测范围、更低的检测极限以及在高温和恶劣环境中更好的稳定性等优势,从而受到广泛的运用和研究。
半导体性能金属氧化物:
金属氧化物,特别是具有半导体性能的金属氧化物是氧化-还原型反应的有效催化剂。工业催化剂通常含有一个以上的金属氧化物组分,称为复合金属氧化物催化剂。
一般而言,其中至少有一种是过渡金属氧化物,各组分之间形成分子级混合,发生相互作用,调 节催化剂的电性能和表面酸性,提高催化活 性和选择性。
金属氧化物的分解产物有两种情况:
分解生成金属单质和氧气 这类反应的总规律是金属越活泼,形成的氧化物越稳定,越难分解反之则易分解。受热能分解的只有不活泼金属形成的氧化物,如氧化汞、氧化银等还有部分金属氧化物熔融状态时通电分解。
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