尖晶石型镓基复合氧化物的三甲胺气敏性能调控及机理研究

基本信息
批准号:61671019
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:储向峰
学科分类:
依托单位:安徽工业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:叶明富,陈国昌,万超,夏念念,张俊,干正强,王金普,顾康康,戴芃
关键词:
气敏材料气体传感材料纳米复合材料气体传感器
结项摘要

Trimethylamine gas sensor can be used in the detection of freshness of fish, environmental monitoring and disease diagnosis. Spinel NiGa2O4 and CuGa2O4 exhibit good gas sensing selectivity and high sensitivity to trimethylamine gas at room temperature, but their gas sensong properties cannot meet the application requirements, and their gas sensing selectivity, gas sensing selectivity mechanism and gas sensing mechanism are rarely investigated. In this project, a series of doped spinel gallium-based nano composite oxides(mainly include NiGa2O4 and CuGa2O4) will be prepared via co-precipitation method, the gas-sensing selectivity will be adjusted by adding metal ions; one composite material system which has high sensitivity and good selectivity to trimethylamine gas will be selected from the series of nano-composite materials and will be studied in detail; the effect of preparation condition, preparation method and the composition of the composite material on the conductivity and the gas-sensing properties (gas sensitivity, gas-sensing selectivity, stability and operating temperature) will be investigated; The essence law between the microstructure, the composition of composite material and gas-sensing stability, gas-sensing selectivity of composite material will be explored; The influence of the species and the content of the doping metal ions in composite material on the gas-sensing stability and gas-sensing selectivity of the material will be uncovered; the property-structure relation between the gas-sensing property and the microstructure, the composition of composite material will be uncovered; The gas-sensing reaction mechanism, gas-sensing selectivity mechanism and the gas-sensing stability mechanism of the spinel gallium-based composite materials will be clarified. The results of this project will provide theoretical principles for developing trimethylamine gas sensor.

三甲胺气体传感器可用于鱼类新鲜度检测、环境监测和疾病诊断。尖晶石型镓酸镍和镓酸铜在室温下对三甲胺有较好气敏选择性和较高灵敏度,但是其气敏性能不能满足应用要求,且其气敏选择性、选择性机理和气敏机理极少被涉及。本项目利用共沉淀法制备掺杂尖晶石型镓基复合氧化物(主要是镓酸镍和镓酸铜)系列纳米材料,通过掺杂金属离子调控复合材料的气敏选择性;挑选出一种对三甲胺灵敏度高、选择性好的材料体系作为重点研究对象,研究制备条件、制备方法和复合材料组成对材料的导电性能和气敏性能(灵敏度、选择性、稳定性和工作温度)的影响;探索复合材料的微结构、组成与气敏稳定性、选择性之间的本质规律;揭示掺杂离子种类和含量对复合材料气敏稳定性和选择性影响规律;揭示纳米复合材料微结构、组成与气敏性能之间构效关系,弄清尖晶石型镓基复合氧化物材料的气敏反应机理、选择性机理和稳定性机理,为开发三甲胺气体传感器提供理论基础。

项目摘要

三甲胺气体传感器可用于鱼类新鲜度检测、环境监测和疾病诊断。尖晶石型镓酸镍和镓酸铜在室温下对三甲胺有较好气敏选择性和较高灵敏度,但是其气敏性能不能满足应用要求,且其气敏选择性、选择性机理和气敏机理极少被涉及。本项目利用不同制备方法制备掺杂尖晶石型镓基复合氧化物系列纳米材料、不同结构形貌的镓基复合氧化物系列纳米材料和二维材料修饰镓基复合氧化物系列纳米材料,通过掺杂金属离子和形貌改变调控复合材料的气敏选择性;挑选出对三甲胺灵敏度高、选择性好的材料体系作为重点研究对象,研究制备条件、制备方法和复合材料组成对材料的导电性能和气敏性能(灵敏度、选择性、稳定性和工 作温度)的影响;探索复合材料的微结构、组成与气敏稳定性、选择性之间的本质规律;初步了揭示掺杂离子种类和含量对复合材料气敏稳定性和选择性影响规律;揭示了纳米复合材料微结构、组成与气敏性能之间构效关系,初步探讨了尖晶石型镓基复合氧化物材料的气敏反应机理、选择性机理 和稳定性机理,为开发三甲胺气体传感器提供理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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