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由不同晶面围成的α-Fe?O?多面体纳米颗粒：可调控合成、形成机理分析及晶面依赖的正丁醇传感性能
摘要： 通过仅改变水热反应过程中的一个参数，成功制备了三种由不同晶面围成的多面体α-Fe2O3纳米颗粒，包括斜平行六面体（op-六面体NPs）、开裂斜平行六面体（cop-六面体NPs）和十八面体纳米颗粒（十八面体NPs）。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等多种表征手段系统研究了产物的结构与形貌，发现这三种α-Fe2O3纳米颗粒分别由{104}、{110}/{104}和{102}/{012}/{104}晶面包围。纳米晶体的暴露晶面和形貌受溶剂中乙二醇添加量的影响。对α-Fe2O3样品的气敏性能及机理进行了研究分析，结果表明由于比表面积和纳米晶体中氧缺陷的共同作用，三种样品的灵敏度顺序为：十八面体NPs > cop-六面体NPs > op-六面体NPs。
关键词： 多面体，正丁醇，水热合成，α-Fe2O3纳米颗粒，气体传感
更新于2025-11-14 17:03:37
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溶胶-凝胶旋涂结合溶剂热法制备基于纳米棒的氧化锌薄膜：微观结构、光学及气体传感性能
摘要： 采用两步合成法（溶胶-凝胶旋涂与溶剂热法）研究了具有纳米棒形貌的氧化锌薄膜的微观结构、光学特性及其作为液化石油气传感材料的性能。研究发现：合理选用金属前驱体、溶剂、稳定剂和结构导向剂、重复干燥-涂覆工艺以及后续热退火处理对获得合格纳米棒和最终均匀薄膜至关重要。通过场发射扫描电镜、X射线衍射、能谱仪、紫外-可见光谱、拉曼光谱和光致发光技术，从成分与光学角度表征了薄膜的形貌、多晶性、多孔结构、纳米晶粒尺寸、晶格取向生长、织构原子比、晶格纯度与透明度、声子与激子跃迁及结构缺陷等特征。将该薄膜作为活性LPG传感材料应用于自制气体传感器（控制参数为测试腔温度与气体浓度），结果显示：在250°C工作温度和800ppm LPG浓度下，传感器灵敏度达92.7%的定量响应值，同时具备44.1秒的快速响应时间和218.7秒的恢复时间。
关键词： 氧化锌纳米棒、薄膜、光学特性、气体传感、微观结构特性、液化石油气
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于负载金有机-无机杂化钙钛矿与二氧化锡的室温光增强型电阻式NO?传感器
摘要： 描述了一种用于气相检测NO?的材料。该材料具有Au/MASnI?/SnO?结构（其中MA代表甲基铵阳离子），通过先合成Au/MASnI?，再经煅烧在表面结晶SnO?制备而成。在室温和有无紫外光（365 nm）照射条件下，研究了该复合材料的物理特性及NO?传感性能，并探究了其NO?传感机制。表征证实p-MASnI?与n-SnO?形成了p-n异质结结构。该传感器在室温1.1 V电压下工作表现出优异的NO?传感性能，关键参数包括：(a) 高响应度（5 ppm NO?时Rg/Ra=240，Rg为测试气体中传感器电阻，Ra为空气中传感器电阻）；(b) 快速恢复（约12秒）；(c) 相较于仅基于SnO?或Au/SnO?的传感器，在室温和紫外光照下均具有卓越选择性；(d) 低检测限（55 ppb）；(e) 在0.5-10 ppm NO?范围内呈线性响应。性能提升主要归因于MASnI?的高光吸收能力、光生电子从MASnI?向SnO?导带的易生成与转移，以及金纳米颗粒的催化效应。
关键词： 吸光材料、表面等离子体共振效应、光生电子、气体传感、p-n结、催化效应、异质结、二氧化锡、紫外光、甲脒碘化铅
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于实验与第一性原理研究的海胆状六方相WO3对NO2和H2的传感性能
摘要： 通过简易水热法合成了一种结构复杂、形似海胆的六方相WO3纳米材料。经X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）验证其成分、物相纯度及表面形貌后，所制备传感器的检测性能展现出对NO2相较于H2更优异的响应特性与选择性。该海胆状结构的形成归因于硫酸钾的封端效应促进了WO3的各向异性生长，从而形成具有大表体比的多级复合结构。特别地，第一性原理计算为我们从原子层面探究H2和NO2的传感过程提供了新视角，发现传感性能主要源于吸附气体与敏化表面间电子结构的调控、电子转移以及电荷重分布。最终提出合理机理，为实验上实现高性能传感器提供理论指导。
关键词： 气体传感、表面反应、第一性原理、三氧化钨
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有主导{002}晶面的二维超薄WO3纳米片，用于高性能二甲苯传感和甲基橙光催化降解
摘要： 我们在此报道了一种通过简便的表面活性剂诱导自组装方法合成的二维（2D）超薄WO3纳米片（约4.9纳米），其主导晶面为{002}晶面。研究发现，这种超薄WO3纳米片展现出显著增强的二甲苯传感性能和甲基橙光催化降解性能，这可归因于高比例的反应性{002}晶面（>90%）以及高比表面积（121平方米/克）。我们系统研究了气体传感和光催化的机理。这项工作对于通过二维结构调控和晶面工程来设计高性能金属氧化物基气体传感和光催化材料具有重要意义，这将推动它们在环境问题中的实际应用。
关键词： {002}晶面，二维，光催化，三氧化钨，气体传感
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过氮离子注入调控氧化石墨烯的电学性能：对气体传感的启示
摘要： 通过改进的Hummer法制备氧化石墨烯(GO)，并喷涂于玻璃基底后经60°C恒温干燥6小时。采用100 keV氮离子对样品进行1E15、5E15和1E16 ions/cm2三种注量辐照。XRD图谱中衍射峰向高2θ角偏移表明氮离子注入后GO被还原为rGO。拉曼分析显示GO的G/D峰强度比(IG/ID)从0.97增至1E16 ions/cm2注量处理后的1.02。EDS分析证实氮离子成功注入GO。电导率随注量增加而提升，其中1E16 ions/cm2样品电导率最高，该样品用于甲醇传感测试时，在300 ppm浓度下表现出5.9%的响应率。结果表明离子注入是调控GO电学性能的可控还原有效方法。
关键词： 离子注入、气体传感、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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非水解溶胶-凝胶法合成WO3多孔膜的合成条件对其微观结构及NO2传感性能的影响
摘要： 通过无机路线采用非水解溶胶-凝胶法制备了纳米结构三氧化钨多孔薄膜，其中乙醇和聚乙二醇分别作为氧供体和结构导向试剂。利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和气体传感测量技术，系统研究了前驱体溶液老化时间、聚乙二醇含量及煅烧温度对WO3薄膜结构、形貌及NO2传感性能的影响。结果表明：通过调控合成参数可获得系列不同微观结构的WO3薄膜，并确定了适用于NO2传感的WO3薄膜最佳合成条件。
关键词： 二氧化氮，非水解溶胶-凝胶法，三氧化钨，气体传感，多孔薄膜
更新于2025-09-23 15:23:52
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氧化钨、氧化锡及锡掺杂氧化钨薄膜对丙酮气体的气敏性能比较研究
摘要： 目前，多种金属氧化物薄膜被用于气体传感领域。本研究对比了四种不同金属氧化物薄膜（二氧化钨(WO?)、三氧化钨(WO?)、二氧化锡(SnO?)及锡掺杂三氧化钨(Sn掺杂WO?)）对丙酮气体的传感性能。通过让各薄膜接触不同浓度的丙酮气流并计算相应电阻变化，结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等表征手段及电阻变化记录的气敏特性测试，发现：经500°C退火处理的WO?与WO?、300°C退火的SnO?及400°C退火的Sn掺杂WO?均获得最佳传感晶粒尺寸；XRD图谱显示形成正交相WO?、六方相WO?和正交相SnO?，AFM与SEM清晰呈现薄膜晶界形貌。其中SnO?对丙酮气体的传感性能最优，其最佳工作温度为360°C，可检测1.5ppm极低浓度丙酮并产生30%的显著电阻响应变化。研究系统检测了1.5ppm至20ppm梯度浓度的丙酮气体并完成性能对比，测得SnO?的响应时间约3分钟，恢复时间约4分钟。
关键词： 氧化钨、丙酮气体检测、地形学、氧化锡、金属氧化物薄膜、表面计量学、气体传感、锡掺杂氧化钨
更新于2025-09-23 15:23:52
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前驱体溶液浓度对喷雾沉积TiO?薄膜结构、光学及湿度传感性能的影响
摘要： 本文研究了前驱体浓度对喷雾沉积二氧化钛（TiO?）薄膜结构、光学及湿度传感性能的影响。通过向玻璃基底喷射不同浓度（0.075 M、0.1 M和0.125 M）的三氯化钛溶液成功制备了TiO?薄膜。X射线衍射（XRD）分析证实薄膜为以(101)晶面为主的多晶锐钛矿相，且随着前驱体浓度增加，晶粒尺寸增大。研究发现薄膜的微应变和位错密度随晶粒尺寸增大而降低。紫外-可见光谱显示样品的光学吸收边随前驱体浓度增加向短波方向移动。通过监测样品电阻随相对湿度的变化来评估合成材料的湿度传感性能，采用喷雾热解法以0.1 M前驱体浓度合成的材料表现出良好灵敏度，其响应时间为77.5秒，恢复时间仅为3秒。
关键词： 电学、二氧化钛、结构、气体传感、喷雾热解
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有{001}晶面暴露的TiO2纳米片缺陷对气体传感性能的影响
摘要： 二氧化钛暴露的晶面是影响气体传感性能的关键因素。具有高表面能和高反应活性的高能{001}晶面的二氧化钛有望展现出优异的气体传感性能。本文通过一步水热法化学蚀刻合成了具有缺陷{001}晶面的二氧化钛纳米片。我们系统研究了具有缺陷和完整{001}晶面的二氧化钛纳米片对丙酮的气敏性能。结果表明，具有完整{001}晶面的二氧化钛纳米片的传感响应比缺陷二氧化钛纳米片高出70%，这证实了{001}晶面对提升二氧化钛气体传感性能具有重要作用。推测缺陷二氧化钛较差的气敏性可能源于吸附位点减少和电子传输受阻。本研究为解释完整{001}晶面在提高二氧化钛高灵敏度中的关键作用提供了更直接的证据，同时也为制备高灵敏度传感材料提供了新思路。
关键词： 二氧化钛纳米片，缺陷型，丙酮，{001}晶面，气体传感
更新于2025-09-23 15:22:29