Yttria stabilized zirconia (YSZ) has attracted a great attention in the fields of gas sensors, solid fuel cells, piezoelectric ceramics and ferroelectric ceramics because of its high oxygen conduction, good mechanical properties, excellent oxidative resistance and corrosion resistance. For the YSZ based nanofibers, the new half-coating cable structure is proposed, and the project is focus on fundament researches such as the content and structure designs, preparation methods, material characterization and performance measurement. We will develop the relationship between ionic radius/interface characteristics and gas sensing properties by studing the effect of ionic radius on catalytic activity and the effect of interface characteristics on the electrical properties such as electron/ionic transport properties, and explore effective approaches to magnify the working temperature and improve gas sensing properties, synchronously. The project can provide thoughtway and method for studing the special physical and chemical properties of low-dimensional materials. We hope to prepare new composite nano-materials which are of the broad working temperature, high sensitivity, good selectivity, and applied to micro-gas sensors. The research results provide theoretical and experimental fundaments for sensor technology based on gas materials.
钇稳定氧化锆(YSZ)因具有高的氧离子导电性,良好的机械性能,优秀的耐氧化和耐腐蚀性等优点而在气体传感器、固体燃料电池、压电陶瓷、铁电陶瓷等领域得到广泛的关注。本项目选择YSZ基纳米纤维,设计一种新型半包覆线缆结构,开展组分和结构设计、制备技术、材料表征和气敏性能测试等基础研究。拟通过分析离子半径对包覆层催化活性的影响规律,以及线缆结构中界面特性对其电子/离子输运特性等相关电学性能的影响机制,建立离子半径和界面特性与材料气敏性能的关联。并探索兼顾拓宽工作温区、改善气敏性能的有效途径。为更有针对性地研究低维材料在化学传感器件中的奇异物理、化学特性提供思想方法和手段。本项目可望获得工作温区宽、灵敏度高、选择性能好,能应用于微气体传感器的新型复合结构纳米材料。研究结果将为气体传感技术研究提供理论和实验基础。
在执行期内按照项目研究计划,选择ZnO、Bi3.25Ln0.75Ti3O12、LnFeO3 (Ln = La, Nd and Sm )等二元、三元金属氧化物为第二相包覆材料,以YSZ为基础,设计出半包覆结构的原理型气体传感器件。开展了包覆结构材料的制备与表征、包覆结构材料的气、湿敏性能研究、YSZ基半包覆气体传感器的结构设计与界面特性三方面的研究工作。通过改变制备工艺获得不同结构的包覆材料,探索材料的微观结构对其电子输运特性等相关电学性能的影响机制。发展拓宽工作温区、改善气敏性能的有效途径:基于掺杂取代原理,多方法制备第二相包覆材料,通过气、湿敏性能的测试及对比分析,提炼掺杂离子半径调控材料气、湿敏性能内在机理。设计半包覆结构气体传感器件,建立半包覆结构中界面特性与气敏性能的关联机制。为更有针对性地研究低维材料在化学传感器件中的奇异物理、化学特性提供思想方法和手段。共公开发表学术论文13篇,其中SCI收录的学术论文共12篇。获得湖南省自然科学奖二等奖一项以及湖南省高等教育省级教学成果奖三等奖一项。培养毕业硕士生共4人。本项目基本按研究计划实施,执行情况良好,预期研究目标均已顺利完成。
{{i.achievement_title}}
数据更新时间:2023-05-31
演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述
基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究
氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响
一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能
正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究
SDF-1/HOXB4融合蛋白介导间充质干细胞重建造血微环境及对脐血CD34+细胞定向募集的实验研究
河西走廊荒漠区道地中药材锁阳(Cynomorium songaricum Rupr.)的人工种植研究
基于有序纳米纤维的异质结阵列及其气敏特性研究
纳米结构材料气敏性能和霍尔效应研究
卟啉化聚酰亚胺纳米纤维膜制备及其气敏性能研究
结构相变对超薄In2O3中空纳米纤维甲醛气敏特性的影响及其增敏机理研究