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oe1(光电查) - 科学论文

23 条数据
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  • 一锅水热法合成的聚乙烯亚胺介导的WO3纳米颗粒在亚ppm级NO2检测中的传感性能

    摘要： 通过简单高效的一锅水热法制备了一种聚乙烯亚胺介导的WO3纳米颗粒新型传感材料。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对制备的WO3纳米颗粒的结构和形貌特征进行了研究。结果表明，所制备的WO3纳米材料由高度分散的WO3纳米颗粒组成，这些粒径在10-50 nm范围内的纳米颗粒呈现单斜晶结构。NO2传感测试表明，基于WO3纳米颗粒的气体传感器表现出优异的响应性、卓越的选择性、出色的可逆性和良好的长期稳定性。传感器响应随NO2浓度增加而增强，在最佳工作温度100°C下对5 ppm NO2获得了最高响应值251.7。特别值得注意的是，该传感器对3.2-50 ppb NO2也能产生响应。即使在湿度较高的环境中，它仍能保持快速响应和恢复时间以及高灵敏度。WO3纳米颗粒优异的气敏性能可归因于其高有效比表面积和丰富的氧空位，这预示着其在不同湿度环境下快速有效检测亚ppm级NO2方面具有巨大应用潜力。

    关键词： 纳米颗粒、二氧化氮、气体传感性能、三氧化钨、水热法

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过简易一锅法合成ZnO纳米线/金纳米颗粒杂化材料及其增强的NO?传感性能

    摘要： 通过简便的一锅水热法合成了不同金浓度的氧化锌纳米线（ZNWs）及氧化锌纳米线/金纳米颗粒复合物（Au-ZNWs），并采用XRD、SEM、TEM、XPS和FTIR进行表征。结构表征结果表明，金纳米颗粒自组装于ZNWs表面，且在Au-ZNWs复合物合成过程中添加HAuCl4会抑制ZNWs的c轴生长。气体传感性能测试显示，与纯ZNWs及其他金浓度的Au-ZNWs相比，1 mol% Au-ZNWs具有最优的传感性能。在150°C下，1 mol% Au-ZNWs对1 ppm NO?的最大响应值为31.4，是纯ZNWs（8.2）的近4倍。该材料在较宽工作温度范围内还展现出最短的响应与恢复时间。不同金浓度的Au-ZNWs对NO?的选择性均优于纯ZNWs。通过金纳米颗粒功能化引发的电子与化学协同敏化机制，阐明了Au-ZNWs增强NO?传感性能的原理。

    关键词： 二氧化氮、纳米线、气体传感器、金功能化、氧化锌

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 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

  • 基于声光可调谐滤波器（AOTF）的二氧化氮相机

    摘要： 边界层中二氧化氮（NO?）的丰度与空气质量及污染源监测密切相关。通过观测界定清晰（如烟囱、火山、船舶）或范围较大（如城市）的NO?时空分布，可应用于排放通量监测或研究烟羽动态化学及其传输过程。目前地面NO?场测绘主要采用可见光扫描光栅光谱仪，虽具有较高反演精度，但时空分辨率较低，难以捕捉动态特征。我们研发了一种新型被动遥感仪器，可高时空分辨率测量二氧化氮斜柱密度（SCD）的二维分布。其测量原理与广泛应用的滤光片式二氧化硫（SO?）相机高度相似——均基于分子吸收截面差异波长的光谱成像。不同于SO?相机，本仪器通过声光可调谐滤光器（AOTF）实现光谱选择，能解析目标分子的光谱特征。通过在燃煤电厂烟羽中成像NO?丰度，验证了NO?相机的性能：实验以3分钟时间分辨率和50厘米空间采样率（覆盖250×250平方米区域）获取了NO?斜柱密度的二维分布，检测限接近5×101?分子/平方厘米，最大检测斜柱密度达4×101?分子/平方厘米。数据揭示了烟羽初期NO与NO?转化的动态过程（前所未有的分辨率）：从排放至垂直上升100米范围内，NO?浓度以0.75-1.25克/秒速率增长。在与SO?相机联合观测时，该仪器还能消除NO?对SO?光谱干扰引入的偏差。

    关键词： 二氧化氮、声光可调谐滤光器、羽流、遥感、空气质量、相机、声光可调谐滤光片

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用二氧化氮吸收光谱法进行机载大气测量中的过氧自由基检测

    摘要： 报道了一种用于测定过氧自由基的机载仪器（PeRCEAS——过氧自由基化学增强与吸收光谱技术）的研发?；肪持械墓踝杂苫℉O?和RO?，其中R为有机链）通过包含NO和CO的链式反应在反应器中转化为NO?。只要已知称为有效链长（eCL）的放大因子，即可将NO?浓度作为采样空气中过氧自由基浓度的替代指标。eCL取决于自由基的表面损失，因此必须针对每个独立装置通过实验确定。采用波长408.9纳米的扩展腔二极管激光器（ECDL），通过连续波腔衰荡光谱技术（cw-CRDS）检测NO?。V形谐振器的光学反馈可最大化透射率并简化探测器设置。CRDS直接提供吸收系数，从而无需额外校准即可获得NO?浓度。在平均时间40秒、进样口压力300 hPa条件下，最佳1σ检测限为0.3 ppbv。针对不同进样口压力测定了HO?和CH?O?的有效链长。在300 hPa进样口压力下，HO?在120秒平均时间内的1σ检测限为3 pptv。

    关键词： 过氧自由基、二氧化氮、腔衰荡光谱法、机载测量、吸收光谱法、化学放大法

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于ppb级NO?检测的Au@WO?核壳结构纳米球设计

    摘要： 受高性能二氧化氮（NO?）传感器迫切需求的驱动，本研究设计并成功制备了一种用于NO?检测的新型Au@WO?核壳纳米球（CSNSs）结构。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、BET比表面积测试及元素分布分析等技术对样品进行表征。结果表明，直径25-50纳米的Au纳米颗粒被成功包裹在厚度30-50纳米的WO?壳层中。系统研究了Au@WO? CSNSs与纯WO?纳米球的NO?传感性能，相比纯WO?纳米球，Au@WO? CSNSs在响应值、检测限及响应/恢复时间等指标上均展现出整体提升的NO?传感性能。在100°C最佳工作温度下，Au@WO? CSNSs表现出优异的NO?选择性和长期稳定性。值得注意的是，湿度对该材料卓越的NO?传感性能影响较小。最后探讨了Au@WO? CSNSs增强NO?传感性能的可能机理。

    关键词： 金@三氧化钨核壳结构、纳米球、气体传感器、二氧化氮

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 优化铂纳米粒子尺寸与煅烧温度以提升铂修饰氧化铟纳米棒的传感性能

    摘要： 一维（1D）半导体金属氧化物传感器的气体传感性能与其表面积与体积比密切相关，该比值越大响应区域越广。为利用这一效应，本研究通过优化煅烧温度来最大化比表面积，从而提升传感器灵敏度。采用气-液-固法生长In2O3粉末合成纳米棒，并通过溶胶-凝胶法负载Pt纳米颗粒。随后对不同温度煅烧的Pt-In2O3纳米棒进行测试以确定最佳煅烧温度。对比研究了五种样品（未煅烧原始In2O3纳米棒、未煅烧Pt修饰In2O3纳米棒，以及400℃、600℃和800℃煅烧的Pt修饰In2O3纳米棒）的NO2气体传感性能。结果显示600℃煅烧的Pt-In2O3纳米棒具有最高表面积体积比和最强NO2响应信号，且响应/恢复时间最短。这种性能提升源于最佳煅烧带来的高表面积体积比与贵金属修饰产生的电化学敏化效应协同作用。

    关键词： 煅烧、铂修饰、气体传感器、氧化铟、二氧化氮

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 量子点敏化的二硫化钼纳米片用于室温气体传感器

    摘要： 用于环境监测的物联网需要高性能、低功耗且易于集成到大规模传感器网络中的气体传感器。虽然半导体气体传感器具有灵敏度高、成本低等诸多优势，但其高工作温度限制了应用范围。二维层状材料（典型代表为二硫化钼MoS2纳米片）因具有丰富的边缘位点和高面内载流子迁移率，正成为极具前景的气体传感材料候选者。本研究通过用硫化铅量子点（QDs）敏化MoS2纳米片，旨在克服室温下MoS2气体传感器响应迟缓微弱及恢复不完全的问题。量子点表面大量的悬挂键使其成为吸附气体分子的理想受体。经敏化的MoS2气体传感器在室温下表现出快速可逆的响应特性，对二氧化氮的检测限估计达到94ppb。这种用敏感量子点受体敏化二维纳米片的策略，可增强决定传感器性能的受体功能、换能器功能及利用效率，为半导体气体传感器的表面与界面工程提供了强大的新自由度。

    关键词： 二氧化氮，室温，气体传感器，二硫化钼，量子点

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • W修饰NiO纳米圆顶异质结诱导的形貌演化：对高性能气体传感器的协同效应

    摘要： 伴随表面粗糙化和择优取向的形貌演变，因其通过化学势和原子能态展现出的显著催化潜力，是实现高性能气体传感器的有效途径。本研究采用射频溅射与软模板法制备了双面钨修饰的氧化镍纳米穹顶异质结。有趣的是，在裸氧化镍纳米穹顶修饰钨后，观察到以锥形粗糙表面和(111)晶面择优取向为特征的形貌演变?；谠醋跃Ц裰醒醮溆牖вΡ涞姆兜碌吕锓蛱鼐赫つＰ?，我们精确阐明了该形貌演变的底层机制。与其它气体相比，钨修饰氧化镍展现出优异的NO?响应特性与选择性。此外，在干扰气体和湿度条件下评估了其高响应稳定性?；谖傩奘窝趸擅遵范サ男蚊惭荼?，我们阐释了这些因素对传感性能的协同增强效应。

    关键词： 气体传感器、纳米结构、形貌演化、异质结、二氧化氮

    更新于2025-09-22 11:44:34

  • 聚乙二醇胺（PEI）功能化单壁碳纳米管薄膜化学电阻式气体传感器用于二氧化氮（NO?）检测

    摘要： 对有毒气体（如温室气体）的化学检测仍是一个重要的研究课题。基于单壁碳纳米管（SWCNTs）设计具有高灵敏度和选择性的气体传感器以应对有毒环境是一个持续的过程，目标是更好地检测二氧化氮（NO2）气体。本工作在二氧化硅（SiO2）基底上制备薄膜传感器并采用聚乙烯亚胺（PEI）进行功能化。研究表明，PEI功能化的SWCNTs（F-SWCNTs）对强吸电子粒子表现出高灵敏度。实验发现，在室温条件下，SWCNTs-PEI功能化气体传感器相比未功能化SWCNTs传感器展现出37.00%的更高灵敏度。该气体传感器在整个研究浓度范围内均呈现可重复响应。研究还论证了传感特性及PEI功能化时长对SWCNTs基气体传感器性能的影响。

    关键词： 二氧化氮、碳纳米管、传感器、聚乙烯亚胺（PEI）

    更新于2025-09-19 17:13:59