二氧化锡衍生物纳米带的气敏、光化敏感性质及应用研究

本项目高温制备了Sb、Pd、La、Er、Ce、Eu、Mn、Yb等掺杂的二氧化锡单晶纳米带及其衍生物。用X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、选取电子衍射、高分辨电镜等分析技术对所制备的纳米带进行物相分析、结构表征及微结构分析。并选定结晶性好、表面光滑平整的纳米带制作单根纳米带气敏器件，对其进行系统的气敏测试分析和光化敏感特性研究，从而找到适合于探测硫化氢、乙醇、乙二醇、甲醛等气体和有机挥发性气体的气敏材料。这些器件在高温下不会发生成分偏析，高温稳定性好，气敏测试的可重复性均大大提高。主要结果如下：.（1）对于Sb掺杂的SnO2纳米带，在NO2, CO 和 H2S气体环境中的气敏研究表明器件对H2S气体具有极高的探测能力和气敏选择性。具体表现在在150◦C时，单片Sb-SnO2纳米带器件，对100ppm和100ppb的H2S气敏的气敏响应分别为56和10；在25◦C时则分别为19和1.6；远高于对同浓度的NO2, CO的响应。而单片SnO2纳米带器件，在230◦C时对100ppm的NO2和CO，其气敏响应仅为2.5和1.另外,还研究了单片Sb-SnO2纳米带器件对乙醇、乙二醇和丙酮的气敏响应，结果表明Sb-SnO2纳米带对乙二醇和丙酮的最佳响应温度为180℃，在100ppm浓度下对乙二醇和丙酮的气敏响应分别为10倍和1.2倍；对乙醇的最佳响应温度为200℃，响应为2.6倍。从而说明Sb-SnO2纳米带对H2S气体具有优异的探测能力和气敏选择性，适合于对H2S气体进行室温探测。.（2）对于La掺杂的SnO2纳米带，其对乙醇、乙二醇、丙酮的气敏特性表明其最佳工作温度为230oC。在此温度下对100ppm的乙二醇、乙醇和丙酮的气敏响应为8.76, 3.75 和 2.28，而对于SnO2纳米带，其对应气敏的响应则为2.46, 1.76和1.50。表明La的掺杂对提升SnO2纳米带对乙二醇的气敏探测效果明显。.（3）对于Er掺杂的SnO2纳米带，其对甲醛、乙二醇、乙醇、丙酮的气敏特性表明其最佳工作温度为230oC。在此温度下对100ppm的甲醛、乙二醇、乙醇和丙酮的气敏响应为9, 5.8, 5.3和 4. 8，而对于SnO2纳米带，其对应气敏的响应则为1.85, 1.43, 1.38和1.50。揭示Er掺杂的SnO2纳米带适合于探测甲醛，有助于环境监测。.另外，我们在