《基於 In2-2xZnySnxO3 複合氧化物的高性能甲醛氣體感測器研究》是依託湖南大學，由劉艷麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於 In2-2xZnySnxO3 複合氧化物的高性能甲醛氣體感測器研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉艷麗
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
室內空氣安全對民生極其重要，甲醛是主要污染物之一，實時、靈敏而準確地對其檢測急需開發攜帶型氣體感測器。半導體金屬氧化物氣體感測器滿足對甲醛進行實時檢測的攜帶型需求，但其靈敏度還難以滿足標準檢測的要求，選擇性和氣敏機理的理解還存在挑戰，需要進一步研究。.高電子遷移率的In2O3是優異的氣敏材料，為了進一步提高其對甲醛的選擇性檢測，本項目擬：（1）通過Zn/Sn共摻調節與甲醛匹配的能帶結構，設計合成In2-2xZnySnxO3（x＞y）氧化物，協同In3+、Sn4+和Zn2+離子的催化效應，提高材料對甲醛氣體的選擇性；（2）藉助調控合成反應參數，製備以高指數晶面為暴露晶面的氣敏材料，提高材料的靈敏度；（3）系統研究暴露晶面與材料氣敏性能的關係，探究氣敏材料的敏感機理和高性能氣敏材料設計的影響因素；（4）基於所製備的高性能氣敏材料，構建選擇性好、靈敏度高的攜帶型氣體感測器，滿足室內空氣品質檢測。
結題摘要
甲醛是一種原生質毒物，對人體健康的危害具有長期性、潛伏性、隱蔽性的特點。目前室內環境的污染問題已經受到了高度的重視，污染物的檢測問題也得到了很多人的關注。而對污染物進行實時、準確的現場檢測和識別是控制室內空氣品質的關鍵技術。因此，探索新的高精度、高可靠性的優良敏感材料，改進元件結構及其製備工藝來改善和提高感測器的回響特性、選擇性和穩定性，是甲醛氣體感測器進一步發展的關鍵。我們選擇具有多種組分所形成的固溶體作為敏感材料，同時引入In3+、Sn4+、Zn2+三種金屬離子而形成多元氧化物In2-2xZnySnxO3，構建出對甲醛敏感、性能優異的新型氣體感測器。本課題重點研究了影響多元化合物的各種實驗因素，在不同實驗條件下得到了一系列具有不同微觀形貌的化合物，並系統研究了這些化合物的敏感性能，探討了材料不同暴露晶面對其最終敏感性能的影響，揭示了多元金屬氧化物形成過程中晶體生長的一般規律及材料微觀結構與其敏感性能之間的構效關係。2015年度合成出具有規則形貌、尺寸可控的三元金屬氧化物CdIn2O4和ZnSn2O4以及ZnGa2O4，完成了該系列化合物氣體敏感性能的研究。發表SCI論文3篇，EI論文1篇，中文核心期刊2篇。2016年度繼續按照計畫完成了四元金屬氧化物合成條件的探索，隨著實驗條件的改變，得到片狀CdO和立方體In2O3，發表SCI論文1篇；2017年度繼續上年度的研究，按照計畫製得四元金屬氧化物，並完成了其氣體感測性能的系統測試，投稿SCI論文4篇。
