纳米复合材料NiFe2O4-Fe2O3-NiO厚膜作为液化石油气传感器

文摘

本文探讨了纳米复合材料的合成NiFe2O4-Fe2O3-NiO作为液化石油气传感器及其相关性。作为准备材料的特点是使用扫描电子显微镜和x射线衍射仪。x射线衍射显示镍铁氧体的形成以及铁和镍氧化物。平均晶粒度的材料被发现4.62海里。SEM图片展览传感材料的多孔性质网站的活跃。厚膜材料使用丝网印刷技术制作,调查与液化石油气的博览会。浓度变化的抵制这部电影withtime来的液化石油气rempereture recordedat房间。灵敏度是5733年发现的最大价值4 vol. %的液化石油气。这些实验结果表明,合成的纳米复合材料是一种很有前途的材料为液化石油气传感器。

关键字

纳米材料、敏感性、形态、液化石油气

我的介绍。

尖晶石铁氧体,常见的公式MFe2O4 (M:二价金属离子),有广泛的技术应用,例如,在多层片式电感(MLCI),铁磁流体,高速数字录音磁带或磁盘,拉杆天线,湿度传感器[1 - 4]。一般来说,对于磁或电应用程序,使用高密度铁氧体。但有许多应用,如天然气或湿度传感器、低密度和纳米尺度的结构者优先。所建议的几个作者[5 - 6]传感材料的纳米尺度的颗粒倾向于提高比表面积暴露于气体。陶铁磁体已经证明是良好的半导体材料气体和湿度传感器(7 - 8)。镍铁氧体被认为是最有前途的高度传感材料的传感器由于温度依赖的表面形态和照片催化活性[9]。NiO也是各种应用程序作为传感器[10 - 12]。

二世。实验

答:合成材料

NiFe2O4-Fe2O3-NiO复合材料已经被传统的沉淀方法合成化学计量量(Ni (CH3COO) 2 .2H2O)和铁(3号)3分别溶于异丙醇,氢氧化钠(氢氧化钠)的解决方案是添加一滴一滴地获得NiFe2O4氢氧化形式。聚乙二醇- 400 (peg - 400)添加限制试剂。剧烈搅拌20 - 24 h进行,确保完整和亲密的各个组件之间的反应。后来干了8 - 10 h在烤箱100°C,进一步煅烧在400°C 2 h,其结果完全结晶成粉末。

答:后者是厚的电影

厚膜丝网印刷的样品制备方法以氧化铝为基质。合成粉末溶于异丙醇,这些都是用15 - 20分钟,用的解决方案是激起了80一个¯‚°C 6 h。获得的粘贴是用于制造的厚膜粘贴屏幕印在氧化铝衬底。这部电影在120年一个¯‚干燥4°C h。这个干燥过程稳定。进一步的这部电影是退火400一个¯‚°C把电影作为传感材料。银接触两个电影雷竞技网页版的两端。传感与银接触电影是用于气体传感测量。雷竞技网页版

b .特征的材料

合成粉的表面形态形成的厚膜和薄膜进行了分析使用扫描电子显微镜(SEM、LEO-Cambridge)。图1中,扫描电子显微摄影展览,厚膜材料制作显示更积极的网站,给予最大的有效表面积。这使得更大的表面积吸附的气体提供更多的回应。

c .气体传感测量

前初步阐述液化石油气的传感元件,毒气室被允许疏散在室温15 - 20分钟,稳定电阻Ra。液化石油气的传感测量一个特殊气体室设计由气体的入口和一个出口旋钮液化石油气排斥。液化石油气传感装置的示意图如图3所示。传感膜之间插入两个Ag)电极内部的玻璃室有两个旋钮。一个旋钮与浓度测量系统(进气口)和其他旋钮释放的气体是一个出口。这是暴露与液化石油气和阻力的变化与不同的液化石油气卷%的时间记录通过使用吉时利静电计(型号:6514)

液化石油气传感器的灵敏度定义为阻力的变化的气体(Rg)存在空气中阻力(Ra)

图4说明了影片的阻力随时间的变化在不同的液化石油气vol. %在室温下。曲线1 vol. % 2 vol. %的液化石油气曝光后显示小电阻随时间的变化。曲线3 vol. %液化石油气展览提高响应和灵敏度比1和2 vol. %。进一步为4 vol. %的液化石油气,阻力大幅增加接触到250年代后随着时间的推移,然后成为常数。图5展示平均敏感度的变化与不同浓度的液化石油气和发现液化石油气(vol. %)的浓度增加,传感器的平均灵敏度增加缓慢高达3 vol. %的液化石油气,后来迅速增加。的最大灵敏度得到4 vol. %的液化石油气,~ 5733。

三世。气体传感机制

液化石油气传感机制是基于电影的阻力的变化。氧气吸附表面的电影影响的阻力NiFe2O4-Fe2O3-NiO传感器为基础的复合材料。最初从大气中氧气吸附于表面的电影和提取电子从导带形成物种O2 -表面上,因此阻力增加。后,氧气之间达到一个平衡状态的物质和大气氧气和稳定电阻被发现的价值。这部电影是暴露于液化石油气时,它与化学吸附氧反应。与碳氢化合物(+ 2)用于某些人造黄油中吸附氧液化石油气的移除,形成气态物种和水蒸气。因此,电阻的变化,这是由于耗尽层宽度的变化在暴露于液化石油气。

当液化石油气与表面氧离子反应然后燃烧等产品水离开电荷传输和一个潜在的障碍是发达。,这种机制涉及到水的吸附氧物种形成的位移。屏障的形成是由于传导载体的浓度,从而减少,导致增加阻力的传感元件。随着腔内气体的压强的增加,此类产品的形成率的增加和潜在障碍电荷传输变得强大,已经停止水的进一步形成构成电阻常数。

四。结论

我们已经成功地合成NiFe2O4-Fe2O3-NiO复合材料平均晶粒度4.62 nm通过化学沉淀法和厚膜用丝网印刷技术制作的。丝网印刷的方法有一定的优势,如低成本,施工简单,拥有优秀的传感特性。我们已经调查了气体的行为敏感气体浓度的函数。发现合成材料是良好的液化石油气传感器在室温和最大灵敏度的传感器被发现~ 5733 4卷。%液化石油气。良好的灵敏度和稳定性证明的承诺制作厚膜材料的液化石油气检测在工业和环境监测

确认

引用