纳米SnZnFe复合氧化物气敏材料的研制电容传声器
纳米Sn-Zn-Fe复合氧化物气敏材料的研制
纳米Sn-Zn-Fe复合氧化物气敏材料的研制 2011: 摘要:关键词:共沉淀;气敏性能;纳米材料;敏感电阻器中图分类号:TB331
Preparation of Gas Sensitive Nanocrystalline Sn-Zn-Fe Composite Oxide
Liu YuanLong Yao Jianghong(Dept. of Environmental and Chemical Engineering,Nanchang Institute of Aeronautical Technology)
Abstract:Twelve gas sesitive nanocrystalline materials of Sn-Zn-Fe composite-oxide were prepared with the coprecipitation method. Most of the materials have higher sensitivity than C2H5OH,coal gas,C4H10 and H2S. Some have higher selectivity than C2H5OHKey words:Coprecipitation; Sensitive resistors; Gas Sensitivity; Nanocrystalline Material
前言
近年来,纳米材料已引起世界各国科技及产业界的广泛关注[1],无论是美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”,欧共体的“尤里卡计划”,还是日本的“高技术探索计划”以及我国的“863计划”都把它列为重点发展项目[2]。纳米材料的比表面积大,表面活性高,可广泛用作各敏感材料[3]。鉴于此,本文在文献[4][5]的基础上,采用纳米材料制备技术(共沉积法)[3]来制备Sn-Zn-Fe复合氧化物敏感材料,并将其制成直热式烧结型气敏元件来测试其气敏性能。
1 实验部分
1.1 主要实验药品及仪器 结晶四氯化锡,SnCl4.5H2O,分析纯,京华化工厂出品 氧化锌,ZnO,分析纯,京华化工厂出品 结晶三氯化铁,FeCl3.6H2O,分析纯,上海金山化工厂出品 草酸,H2C2O4.2H2O,分析纯,湖南娄底市湘中地质实验研究所出品 WYJ-15A型晶体管直流稳压源,2台,天津市无线电元件三厂制 SX2-10-12型箱式电阻炉,KSW-12-13型电阻炉温度控制器,各1台,上海跃进医疗器械厂制1.2 敏感材料的制备 精确称取SnCl4.5H2O、FeCl3.6H2O、ZnO,分别溶于盐酸稀溶液,配成准确浓度的标准母液。然后按表1所示的摩尔比进一步配成十二种混合溶液,接着在磁力搅拌器的搅拌下,分别加入适量的草酸,再缓慢滴加氨水至溶液的pH值等于7为止,得沉淀物并洗净,至滤液无Cl-离子止。随后将沉淀物置于烘箱中干燥2小时,取出,再放入箱式电阻炉,在600 ℃温度下,锻烧6小时,冷却后经研磨即得复合氧化物敏感材料。1.3 气敏元件的制备 将前述敏感材料制成糊状浆料,点入特制的模具内,并埋入一对预先制好的铂丝电极,晾干后放入箱式电阻炉中,逐段升温,即在200 ℃、300 ℃、400 ℃、500 ℃各恒温1小时,烧结成型,随炉冷却后,取出,焊接到自制的管座上,即得气敏元件,结构见文献[4]。1.4 气敏性能的测试方法 见文献[4]。
2 结果与讨论
本文在加热电压VH=3.2 V,工作电压VC=8 V,被测气体浓度为0.2%的条件下测试了各气敏元件对乙醇、丁烷、煤气、硫化氢四种气体的敏感度。结果见表1。
表1 各气敏元件的组成及敏感度
元件编号组成(mol比)Sn∶Zn∶2Fe敏 感 度乙醇丁烷煤气硫化氢11∶1∶128.46.32.29.121∶4∶44.95.93.03.331∶7∶714.17.64.312.944∶1∶411.810.43.44.054∶4∶726.26.15.96.56
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