课题基金 / 基金详情

半包覆线缆结构YSZ基纳米纤维的界面特性及气敏性能

批准号:
51402250
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
张勇
依托单位:
学科分类:
无机非金属基复合材料
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓水凤、朱哲、欧云、彭金峰、江斌、袁梦娇、李佩文

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
钇稳定氧化锆(YSZ)因具有高的氧离子导电性,良好的机械性能,优秀的耐氧化和耐腐蚀性等优点而在气体传感器、固体燃料电池、压电陶瓷、铁电陶瓷等领域得到广泛的关注。本项目选择YSZ基纳米纤维,设计一种新型半包覆线缆结构,开展组分和结构设计、制备技术、材料表征和气敏性能测试等基础研究。拟通过分析离子半径对包覆层催化活性的影响规律,以及线缆结构中界面特性对其电子/离子输运特性等相关电学性能的影响机制,建立离子半径和界面特性与材料气敏性能的关联。并探索兼顾拓宽工作温区、改善气敏性能的有效途径。为更有针对性地研究低维材料在化学传感器件中的奇异物理、化学特性提供思想方法和手段。本项目可望获得工作温区宽、灵敏度高、选择性能好,能应用于微气体传感器的新型复合结构纳米材料。研究结果将为气体传感技术研究提供理论和实验基础。
英文摘要
Yttria stabilized zirconia (YSZ) has attracted a great attention in the fields of gas sensors, solid fuel cells, piezoelectric ceramics and ferroelectric ceramics because of its high oxygen conduction, good mechanical properties, excellent oxidative resistance and corrosion resistance. For the YSZ based nanofibers, the new half-coating cable structure is proposed, and the project is focus on fundament researches such as the content and structure designs, preparation methods, material characterization and performance measurement. We will develop the relationship between ionic radius/interface characteristics and gas sensing properties by studing the effect of ionic radius on catalytic activity and the effect of interface characteristics on the electrical properties such as electron/ionic transport properties, and explore effective approaches to magnify the working temperature and improve gas sensing properties, synchronously. The project can provide thoughtway and method for studing the special physical and chemical properties of low-dimensional materials. We hope to prepare new composite nano-materials which are of the broad working temperature, high sensitivity, good selectivity, and applied to micro-gas sensors. The research results provide theoretical and experimental fundaments for sensor technology based on gas materials.
在执行期内按照项目研究计划,选择ZnO、Bi3.25Ln0.75Ti3O12、LnFeO3 (Ln = La, Nd and Sm )等二元、三元金属氧化物为第二相包覆材料,以YSZ为基础,设计出半包覆结构的原理型气体传感器件。开展了包覆结构材料的制备与表征、包覆结构材料的气、湿敏性能研究、YSZ基半包覆气体传感器的结构设计与界面特性三方面的研究工作。通过改变制备工艺获得不同结构的包覆材料,探索材料的微观结构对其电子输运特性等相关电学性能的影响机制。发展拓宽工作温区、改善气敏性能的有效途径:基于掺杂取代原理,多方法制备第二相包覆材料,通过气、湿敏性能的测试及对比分析,提炼掺杂离子半径调控材料气、湿敏性能内在机理。设计半包覆结构气体传感器件,建立半包覆结构中界面特性与气敏性能的关联机制。为更有针对性地研究低维材料在化学传感器件中的奇异物理、化学特性提供思想方法和手段。共公开发表学术论文13篇,其中SCI收录的学术论文共12篇。获得湖南省自然科学奖二等奖一项以及湖南省高等教育省级教学成果奖三等奖一项。培养毕业硕士生共4人。本项目基本按研究计划实施,执行情况良好,预期研究目标均已顺利完成。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1007/s10971-016-4025-0
发表时间: 2016-03
期刊: Journal of Sol-Gel Science and Technology
影响因子: 2.5
作者: [Yong Zhang;B. Jiang;Mengjia Yuan;Peiwen Li;Wei Li-;Xuejun Zheng]
通讯作者: Yong Zhang;B. Jiang;Mengjia Yuan;Peiwen Li;Wei Li-;Xuejun Zheng
Humidity sensing and dielectric properties of mesoporous Bi3.25La0.75Ti3O12 nanorods
介孔Bi3.25La0.75Ti3O12纳米棒的湿度传感和介电性能
DOI: 10.1016/j.snb.2016.06.070
发表时间: 2016
期刊: Sensors and Actuators B: Chemical
影响因子: --
作者: [Zhang Yong, Jiang Bin, Yuan Mengjiao, Li Peiwen, Zheng Xuejun]
通讯作者: Zheng Xuejun
Effect of lanthanides on acetone sensing properties of LnFeO3 nanofibers (Ln = La, Nd and Sm )
镧系元素对 LnFeO3 纳米纤维丙酮传感性能的影响(Ln = La、Nd 和 Sm )
DOI: 10.1109/jsen.2017.2670548
发表时间: 2017
期刊: IEEE Sensors Journal
影响因子: 4.3
作者: [Tong Yexing, Zhang Yong, Jiang Bin, He Jinping, Zheng Xuejun, Liang Qingcheng]
通讯作者: Liang Qingcheng
Ethanol sensing properties of Bi3.15Nd0.85Ti3O12 films at low operating temperatures
Bi3.15Nd0.85Ti3O12 薄膜在低工作温度下的乙醇传感特性
DOI: 10.1016/s1003-6326(16)64451-5
发表时间: 2016-12
期刊: 中国有色金属学报(英文版)
影响因子: --
作者: [Jiang Hong, Zhang Yong]
通讯作者: Zhang Yong
共 13 条
    可见光激发下碳基FET型传感器芯片对多气体的识别机理研究
    • 批准号:
      62471425
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      49.00万元
    • 批准年份:
      2024
    • 负责人:
      张勇
    • 依托单位:
    用于多种痕量气体并行检测的碳纳米管场效应晶体管传感器阵列研究
    • 批准号:
      62071410
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      64.0万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      张勇
    • 依托单位:
    二维TMDs异质结的构筑及光场下气敏性能的研究
    • 批准号:
      2018JJ2404
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2018
    • 负责人:
      张勇
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金