mn掺杂纳米sno_的气敏性能研究_梅军鹏

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------Mn掺杂纳米SnO_2的气敏性能研究_梅军鹏76传感器与微系统（TransducerandMicrosystemTechnologies）2013年第32卷第1期Mn掺杂纳米SnO2的气敏性能研究*梅军鹏，张覃轶，韩雪亮（武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北武汉430070）摘要：为了改善纳米SnO2的气敏性能，采用共沉淀化学法制备了不同Mn掺杂量的SnO2材料。利用XRD，SEM测试手段对材料进行了表

2、征，并研究了材料的气敏性能。研究结果表明：Mn掺杂是一种替位式掺杂；Mn掺杂量为1%时，传感器对VOCs气体具有最佳的敏感性能，并在低温时表现出优越的酒精选择性和在300℃时展示出对不同体积分数酒精良好的响应—恢复特性。关键词：Mn掺杂SnO2；气敏性能；响应—恢复时间中图分类号：Tn304文献标识码：A文章编号：1000—9787（2013）01—0076—03StudyongassensitivepropertyofMn-dopednano-SnO2*MEIJun-peng，ZHANGQin-yi，HANXue-liang（SchoolofMaterialScienceandEngine

3、ering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China）Abstract：Inordertoimprovegassensitivepropertyofnano-SnO2，——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------differentamountofMn-dopedSnO2materialsarepreparedusingch

4、emicalcoprecipitationmethod．ThepreparedmaterialsarecharacterizedbyXRDandSEM，whiletheirgassensitivepropertiesarealsostudied．TheresultsshowthatthedopedMnisakindofsubstitutionalimpurities．ThesensorsshowthebestsensitiveperformancetoVOCsgasandsuperiorethanolselectivityatlowtemperaturesandgoodresponse-re

5、coverycharacteristicstodifferentvolumefractionsofethanolat300℃whenMndopingamountis1mol%．Keywords：Mn-dopedSnO2；gassensitiveproperty；response-recoverytime引言分布的元素之一，价格便宜，然而，有关在SnO2中掺入Mn对气敏性能影响的研究却很少。本文提出了在纳米SnO2中掺杂Mn，利用管状陶瓷管制成厚膜旁热式气敏元件，研究了Mn掺杂对SnO2微观结构和气敏性能的影响。1实验目前，气体传感器越来越广泛地被应用于对有毒、易爆、易燃气体的监测。金属氧化物

6、半导体由于其价格低廉，热稳定性好而被广泛的作为气敏材料使用气［2］——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------［1］。SnO2在较低温度下对还原性气体有很高的反应性，易于吸附氧，当SnO2达到ns级别后，材料会有很高的比表面积并［3，4］1．1Mn掺杂SnO2气敏材料的制备与表征纯纳米SnO2的制备［10］产生量子尺寸效应帮助。，对改善气敏元件的气敏性能很有：称取适量的S

7、nCl2·2H2O，溶于少量盐酸中，再加一定量去离子水均匀搅拌获得2+2－0．1mol/L的溶液，按照n（Sn）/n（C2O4）=1∶1称取掺杂可以有效地提高气体传感器的响应和选择性。近研究人员对气敏材料掺杂进行了大量研究并获得了年来，丰硕成果。例如：NiO掺杂的SnO2气体传感器对酒精蒸气并在低体积分数酒精气体中有较短的响具有较高的响应，应和恢复时间［5］C2H2O4·2H2O并溶于去离子水中，混合两溶液，