基于TiO2的气体传感器研究进展.pdf

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1、2015年第34卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)j)综述与{IDOI：10．13873／J．1000-9787(2015)06--0001--05评《I一论～基于TiO2的气体传感器研究进展向翠丽，蒋大地，邹勇进，褚海亮，邱树君，孙立贤(广西信息材料重点实验室桂林电子科技大学，广西桂林541004)摘要：气体传感器在石油化工、环境监测、航空航天等领域有着广泛的应用。由于具有独特的物理化学性质，TiO被广泛用于气体传感器敏感材料的研究。综述了基于TiO气体传感器的

2、研究进展，并重点就NH，HS，CO和NO五种常见的气体进行了阐述。从基于TiO气体传感器的材料制备、传感性能、传，感机理和存在的问题等方面进行了讨论，并指出了基于TiO的气体传感器发展趋势。关键词：TiO；气体传感器；灵敏度；稳定性；选择性中图分类号：TK91；TQ116文献标识码：A文章编号：1000--9787(2015)06-0001-05ResearchprogressonTiO2-basedgassensorsXIANGCui—li，JIANGDa—di，ZOUYong-jin，CHUHai—liang，QIUShu

3、-jun，SUNLi-xian(GuangxiKeyLaboratoryofInformationMaterials，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China)Abstract：Gassensorhaswideapplicationsinpetroleumchemicalindustry，environmentalmonitoring，andaerospace．Duetoitsuniquephysicalandchemicalproperties，TiO

4、2hasbeenextensivelyusedasgassensingmateria1．ResearchprogressofTiO2-basedgassensorarereviewedandfivegasesareaddressedincludingH2，NH3，H2S，COandNO2．Thepreparation，gassensingproperties，sensingmechanismandexistingproblemsofTiO2-basedgassensorarediscussed，inaddition，futur

5、eprospectofTiO2-basedgassensorispointedout．Keywords：TiO2；gassensors；sensitivity；stability；selectivity0引言湿敏和压敏元件，也可用于检测多种还原性或氧化性气体气体传感器是用来检测各种气体的信号转换装置，传的检测，如，H，NH。，NO等气体。感器的敏感材料将对气体的响应转换为可供采集的信号，1基于TiO：的气体传感器然后对信号进行分析处理，实现对气体浓度或种类的检测。由于TiO形态多样、制备方法简单以及独特的物理化早在1962年，

6、SeiyamaTetsuro等人就报道了利用半导体金学性质等优点，几乎所有的气体都可以用基于TiO。的敏感属氧化物薄膜检测还原性气体J。到了20世纪80年代，材料检测，这里，重点综述了文献中常见的H，NH。，HS，气体传感器的研究取得了飞速的发展，品种达到上百种，而CO，NO等五种气体。且具有灵敏度高、响应快、使用方便等特点，在工业生产、日1．1基于TiO的H传感器常生活、科学技术和国防建设等领域发挥着巨大的作用。H作为理想洁净的二次能源，近年来受到广泛关注。尤其是近年来伴随着纳米技术和微电子技术的发展，新型气体传感报警器的研

7、究取得了巨大的进步。此外，H还在石油化工、金属冶炼、航空燃料等方面有重要在气体检测系统中，宽禁带的n型金属氧化物气体传的应用。H'的爆炸极限很宽(4．0％～75．6％)，而且无感器具有成本低、灵敏度高、易操作和控制、易与微电子系色、无味、分子很小，极易泄漏，因此，检测H显得非常重统兼容等优点而日益受到重视。这些宽禁带的n型金属氧要。TiO纳米颗粒小，比表面积大，在吸附H之后阻抗变化物通常包括SnO2，Fe2O3，TiO2，In2O3，WO3等。其中，化大，使得TiO。成为制备H传感器最常用的材料之。TiO气敏材料具有工作温度低

8、、性能好、制备简单等独特一。H可以吸附在TiO晶粒的边界上，从导带获取电优点，受到广泛的关注，常用于制备TiO固体薄膜型气子，形成空间电荷层，这样在TiO表面形成了肖特基势垒，体传感器。TiO可作为多种传感器敏感材料，不仅可用于从而导致TiO的电阻降低。收稿日期：2014-0