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基于层状双金属氢氧化物的电化学传感器在分析检测领域的应用进展
1
作者 张雪晴 黄晓婧 +5 位作者 周芷任 刘娅楠 邹立娜 荣胜忠 潘洪志 马宏坤 《理化检验(化学分册)》 北大核心 2025年第2期241-248,共8页
电化学传感器可通过电信号的变化实现目标化合物的定量检测,具有成本低、灵敏度高等优点,已成为传统检测方法的有效替代方法。层状双金属氢氧化物(LDHs)具有记忆效应、层间阴离子可交换性、金属离子可替代性、比表面积大和纳米片薄等优... 电化学传感器可通过电信号的变化实现目标化合物的定量检测,具有成本低、灵敏度高等优点,已成为传统检测方法的有效替代方法。层状双金属氢氧化物(LDHs)具有记忆效应、层间阴离子可交换性、金属离子可替代性、比表面积大和纳米片薄等优点。近年来,基于LDHs的电化学传感器已引起学者的普遍关注,广泛用于生化指标、肿瘤标志物、药物、农药及其他物质的测定。综述了LDHs的结构、性质、制备以及基于LDHs的电化学传感器在分析检测领域的应用进展,并对LDHs在电化学传感器领域的发展前景进行了展望(引用文献55篇)。 展开更多
关键词 层状双金属氢氧化物(LDHs) 电化学传感器 分析检测 综述
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紫外光激发金属氧化物气体传感器研究进展
2
作者 顾子琪 曹兆玉 +1 位作者 薄良波 郑晓虹 《微纳电子技术》 2025年第1期13-27,共15页
近年来,随着环境污染问题日益严重,对传感器的要求也在不断提升。传统的金属氧化物气体传感器虽然具有良好的响应,但是工作温度高和选择性差制约了其发展。紫外光激发与形貌调控、金属掺杂和构建异质结相结合被认为是解决这一问题的有... 近年来,随着环境污染问题日益严重,对传感器的要求也在不断提升。传统的金属氧化物气体传感器虽然具有良好的响应,但是工作温度高和选择性差制约了其发展。紫外光激发与形貌调控、金属掺杂和构建异质结相结合被认为是解决这一问题的有效途径。综述了近年来紫外光激发的金属氧化物气体传感器的研究进展,详细探究了紫外光激发金属氧化物气体传感器的工作机理,并对紫外光激发下以ZnO、TiO_(2)、SnO_(2)、In_2O_(3)四种金属氧化物为敏感材料的半导体型气体传感器、气敏结构以及器件设计与器件集成的研究进展进行了综述。最后,指出了紫外光激发金属氧化物气体传感器在实际应用中可能面临的一些挑战和问题。 展开更多
关键词 气体传感器 光激发 紫外光 金属氧化物半导体 气敏性能
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金属氧化物半导体MEMS气体传感器研究进展 被引量：3
3
作者 尹嘉琦 沈文锋 +3 位作者 吕大伍 赵京龙 胡鹏飞 宋伟杰 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期30-43,共14页
随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的... 随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的多样化设计、MOSs纳米结构的多样化以及机器学习算法的出现为MEMS的传感性能以及智能传感系统的构建提供了很大助力。本文从MEMS气体传感器的分类、制备和应用以及传感器阵列的构建等方面综述了金属氧化物半导体MEMS气体传感器的最新研究进展,并对MEMS基气体传感器的发展前景进行了总结和展望。 展开更多
关键词 气体传感器 金属氧化物半导体 微机电系统 传感器阵列 智能传感系统
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纤维素-金属氧化物在传感器中的应用研究进展 被引量：1
4
作者 李文龙 支云飞 +2 位作者 陈泽文 陕绍云 李梦蕊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期213-220,共8页
纤维素-金属氧化物作为一种复合材料同时具有有机半导体的柔性与无机半导体良好的电子传输能力。这种复合材料在传感器领域有着巨大的潜力与研究价值。本文综述了以ZnO、SnO_(2)和TiO_(2)为主的纤维素-金属氧化物复合材料在紫外、气体... 纤维素-金属氧化物作为一种复合材料同时具有有机半导体的柔性与无机半导体良好的电子传输能力。这种复合材料在传感器领域有着巨大的潜力与研究价值。本文综述了以ZnO、SnO_(2)和TiO_(2)为主的纤维素-金属氧化物复合材料在紫外、气体和生物等传感器研究中的应用,总结了纤维素-金属氧化物复合材料中纤维素的作用、金属氧化物的状态和形貌、纤维素与金属氧化物的连接方式、不同类型传感器的传感机理以及不同传感器的结构、性能和优缺点。希望通过对纤维素-金属氧化物在传感器中研究进展的总结与展望为相关研究以及行业发展提供一定的帮助。 展开更多
关键词 纤维素 金属氧化物 复合材料 传感器
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微波法制备金属氧化物纳米材料气体传感器研究进展
5
作者 卫涛 李伟 +1 位作者 解小玲 王晓敏 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期14-18,23,共6页
微波法具有反应时间短、热量分布均匀、反应温度低、控制精确、抑制副反应、操作简单等优点。介绍了微波法的作用机理,综述了微波法在金属氧化物纳米材料气体传感器制备中的研究进展,总结了各种微波法的优点,并指出了微波法制备金属氧... 微波法具有反应时间短、热量分布均匀、反应温度低、控制精确、抑制副反应、操作简单等优点。介绍了微波法的作用机理,综述了微波法在金属氧化物纳米材料气体传感器制备中的研究进展,总结了各种微波法的优点,并指出了微波法制备金属氧化物纳米材料气体传感器实现商业化生产面临的问题。 展开更多
关键词 微波法 金属氧化物 纳米材料 气体传感器
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基于磁性金属有机框架纳米酶的比色适配体传感器一步法检测鱼肉中组胺
6
作者 裘奕星 刘鑫 +2 位作者 宋羽梵 丁玉庭 徐霞 《食品科学》 北大核心 2025年第7期318-327,共10页
本研究以Fe3O4为核材,采用原位生长铁基金属有机框架(metal organic framework,MOF)制备磁性MOF颗粒,然后将Pt纳米颗粒掺杂在其表面制备磁性纳米酶,并将组胺适配体H1修饰到纳米酶表面得到比色探针。利用该探针与不同浓度组胺结合后,适... 本研究以Fe3O4为核材,采用原位生长铁基金属有机框架(metal organic framework,MOF)制备磁性MOF颗粒,然后将Pt纳米颗粒掺杂在其表面制备磁性纳米酶,并将组胺适配体H1修饰到纳米酶表面得到比色探针。利用该探针与不同浓度组胺结合后,适配体构象变化所导致的纳米酶催化H_(2)O_(2)介导3,3,5,5-四甲基联苯胺氧化的显色反应差异,实现鱼肉中组胺的一步法比色传感检测。结果表明,该传感器对组胺的线性检测范围为0.1~70 μmol/L,检测限为0.943 μmol/L,鲭鱼样本的加标回收率为90.7%~100.5%。该方法线性检测范围宽、灵敏度高、特异性强,可用于鱼肉等复杂食品样品中组胺的快速检测。 展开更多
关键词 磁性金属有机框架 纳米酶 组胺 适配体传感器 比色检测
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Mg-Al双金属氧化物高效催化偶联反应制备碳酸甘油酯
7
作者 申琦 孙立鹏 +4 位作者 闫昊 霍祎晨 刘熠斌 陈小博 杨朝合 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第2期453-465,共13页
为开发高效的无卤非均相催化剂用于吸附和活化CO_(2)以制备碳酸甘油酯,在前期研究的基础上,采用立方体氧化镁相同的制备方法,以Al为第二金属、pluronic P123为模板剂,通过水热合成法制备了不同Mg/Al摩尔比(1/5、1/3、1/1、3/1、5/1)的5... 为开发高效的无卤非均相催化剂用于吸附和活化CO_(2)以制备碳酸甘油酯,在前期研究的基础上,采用立方体氧化镁相同的制备方法,以Al为第二金属、pluronic P123为模板剂,通过水热合成法制备了不同Mg/Al摩尔比(1/5、1/3、1/1、3/1、5/1)的5种双金属氧化物催化剂用于CO_(2)和甘油偶联反应制备碳酸甘油酯,并通过XRD、SEM、N 2吸附-脱附、O_(2)-TPD、NH 3-TPD、CO_(2)-TPD、XPS等表征手段分析上述催化剂的物理化学性质。结果表明:Mg/Al摩尔比为1/3的Mg 1Al 3具有最多的强碱性位点以及较多的氧空位,具有最强的CO_(2)吸附活化能力;同时,较高的中等酸性位点占比和总酸量有利于促进环氧丙烷的吸附活化及抑制甘油向副产物甘油醚的转化,提高碳酸甘油酯选择性。以Mg 1Al 3为催化剂,在温度140℃、压力2 MPa的条件下反应2 h,甘油转化率为79%,碳酸甘油酯选择性为64%。 展开更多
关键词 碳酸甘油酯 二氧化碳 环氧丙烷 Mg-Al双金属氧化物 偶联反应
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基于液态金属阳极的固体氧化物燃料电池碳基燃料转化与利用
8
作者 谷鑫 蒋一东 +1 位作者 史翊翔 蔡宁生 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高发电效率、高燃料适应性、低排放优势备受关注。然而,现有SOFC采用固态阳极,直接供给碳或碳氢化合物等复杂燃料将导致电极内燃料输运困难、结焦、积碳、毒化等问题,一直是研究人员持续攻关的重要挑战。... 固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高发电效率、高燃料适应性、低排放优势备受关注。然而,现有SOFC采用固态阳极,直接供给碳或碳氢化合物等复杂燃料将导致电极内燃料输运困难、结焦、积碳、毒化等问题,一直是研究人员持续攻关的重要挑战。液态金属阳极是一类新型SOFC阳极,因其液态自修复属性而具有抗结焦积碳等特性,可实现碳与碳氢化合物燃料的快速稳定转化。首先对液态金属阳极的运行原理进行了简要介绍,并针对现有的几类常见液态金属电极的反应特性进行了总结,其中在SOFC常规运行温度(700~800℃)下,液态锑阳极对应的金属氧化物为液态,可以通过密度作用下的自然对流实现电极内部氧的高效输运,具有良好的反应特性,是目前转化各类碳基燃料最具潜力的液态金属电极。因此,重点归纳了固态碳燃料与各类碳氢燃料在液态锑阳极中的转化机制,并对液态金属阳极的催化作用与杂质耐受特性分别进行了综述。最后,面向液态金属阳极中金属-金属氧化物自循环造成的理论效率损失,通过热力学计算提出了一种基于液态金属阳极的自热重整策略,在此基础上将液态金属阳极SOFC作为一种气电联产的“电化学重整器”,并将反应生成的H_(2)、CO等简单气体小分子通入下游传统SOFC中,实现能量的梯级利用,有望发展一种燃料适应性广、能量效率高的综合性发电技术。 展开更多
关键词 液态金属阳极 固体氧化物燃料电池 碳 碳氢燃料 能量效率
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金属氧化物型复合纳米材料的制备及应用
9
作者 修梦婷 郑之裕 +1 位作者 王通 朱利民 《化工新型材料》 北大核心 2025年第1期33-37,共5页
首先以乙酰丙酮铁[Fe(C_(5)H_(7)O_(2))_(3),98%]、乙酰丙酮铜[Cu(C_(5)H_(7)O_(2))_(2),97%]、二缩三乙二醇(TEG)为原料制备小型双金属氧化物纳米颗粒(CuFe_(2)O_(4))。小型双金属氧化物纳米颗粒(CuFe_(2)O_(4))通过静电吸附作用负载... 首先以乙酰丙酮铁[Fe(C_(5)H_(7)O_(2))_(3),98%]、乙酰丙酮铜[Cu(C_(5)H_(7)O_(2))_(2),97%]、二缩三乙二醇(TEG)为原料制备小型双金属氧化物纳米颗粒(CuFe_(2)O_(4))。小型双金属氧化物纳米颗粒(CuFe_(2)O_(4))通过静电吸附作用负载在过氧化镁(MgO_(2))纳米片上以形成金属氧化物型复合纳米材料(CuFe_(2)O_(4)@MgO_(2))。该复合纳米材料在肿瘤酸性条件下能产生大量高毒性的羟基自由基(·OH),对肿瘤细胞有较大的损伤作用。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱技术、Zeta电位等手段对复合纳米材料进行表征。结果表明:CuFe_(2)O_(4)纳米颗粒分布在过氧化镁(MgO_(2))纳米片的表面,同时结合Zeta电位等表征证明该复合纳米材料的成功制备。体外细胞实验证明该复合纳米材料具备抗肿瘤治疗效果。 展开更多
关键词 金属氧化物 静电吸附作用 活性氧 肿瘤治疗
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基于金属氧化物载流子选择性传输层的硅异质结太阳电池的研究进展
10
作者 胡梦琪 苏炬 +3 位作者 王光红 刁宏伟 赵雷 王文静 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期342-347,共6页
晶硅异质结(HJT)太阳电池的转换效率已达到26.81%,然而其使用有毒有害气体掺杂的传输层存在不可避免的寄生吸收损失,阻止了器件性能的进一步提升。因此,宽带隙非掺杂的钝化接触太阳电池受到极大关注。该文对载流子选择性传输原理、非掺... 晶硅异质结(HJT)太阳电池的转换效率已达到26.81%,然而其使用有毒有害气体掺杂的传输层存在不可避免的寄生吸收损失,阻止了器件性能的进一步提升。因此,宽带隙非掺杂的钝化接触太阳电池受到极大关注。该文对载流子选择性传输原理、非掺杂钝化接触材料及其主要沉积方法、非掺杂空穴/电子选择性材料的研究现状及器件稳定性改善方式进行概述,并对钝化接触型非掺杂晶硅异质结太阳电池存在的问题和前景进行讨论。 展开更多
关键词 载流子传输 过渡金属氧化物 硅太阳电池 载流子选择性接触 异质结太阳电池 非掺杂 异质结太阳电池 非掺杂
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过渡金属氧化物对硅橡胶阻燃性能和热稳定性及燃烧性能的影响
11
作者 王鹏举 商珂 +1 位作者 杨进军 王俊胜 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期117-122,共6页
采用氧指数仪、垂直燃烧仪、同步热分析仪、锥形量热仪和电子万能试验机,系统研究了ZnO、CuO、CeO_(2)、La_(2)O_(3)、ZrO_(2)、Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)等7种过渡金属氧化物(MOs)及其含量对硅橡胶复合材料阻燃性能、热稳定性和力学性... 采用氧指数仪、垂直燃烧仪、同步热分析仪、锥形量热仪和电子万能试验机,系统研究了ZnO、CuO、CeO_(2)、La_(2)O_(3)、ZrO_(2)、Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)等7种过渡金属氧化物(MOs)及其含量对硅橡胶复合材料阻燃性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明:MOs能提升硅橡胶复合材料的极限氧指数(LOI),其中以ZnO的效果最为显著,添加5份后硅橡胶复合材料的LOI数值由24.4提高至27.2;添加MOs后硅橡胶复合材料的垂直燃烧等级仍为无级,MOs在改善垂直燃烧性能方面作用不明显;CuO和La_(2)O_(3)会降低硅橡胶复合材料的最大热分解温度,而ZnO能提高复合材料的初始热分解温度、最大热分解温度和高温下的残炭等热稳定性相关参数,其中添加5份ZnO的复合材料的初始热分解温度、800℃下残炭分别达到了446.9℃、646.7℃和31.8%;MOs对硅橡胶复合材料的火安全性提升较为明显,添加5份ZnO的复合材料热释放速率峰值(PHRR)、总产烟量(TSP)分别降低了35.8%和23.4%;除添加5份La_(2)O_(3)降低了SR复合材料的力学性能之外,ZnO、CuO的添加均提升了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。 展开更多
关键词 硅橡胶 过渡金属氧化物 阻燃性能 热稳定性 力学性能
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Pt/NiAl层状双金属氢氧化物载体催化剂上十氢萘产氢性能
12
作者 李文达 王凤丽 +3 位作者 赵俊哲 陈杰玉 刘清龙 罗明生 《石油化工》 北大核心 2025年第2期151-160,共10页
分别采用水热法和共沉淀法制备了NiAl层状双金属氢氧化物(NiAl-LDH),经焙烧得到NiAl-LDH载体(NiAl-LDO),采用浸渍法制备了Pt/NiAl-LDO催化剂,利用XRD、N2吸附-脱附和TEM等方法对催化剂的物理化学性质进行表征,并考察了催化剂上十氢萘的... 分别采用水热法和共沉淀法制备了NiAl层状双金属氢氧化物(NiAl-LDH),经焙烧得到NiAl-LDH载体(NiAl-LDO),采用浸渍法制备了Pt/NiAl-LDO催化剂,利用XRD、N2吸附-脱附和TEM等方法对催化剂的物理化学性质进行表征,并考察了催化剂上十氢萘的产氢性能。实验结果表明,水热法更有利于形成NiAl-LDH的层状结构,有助于活性组分的分散和反应物与催化剂活性位的接触;载体中适量Ni的存在有利于Pt颗粒的稳定;过高的Pt负载量易导致Pt颗粒粒径明显增大;当Ni/Al摩尔比为4∶1,Pt负载量为1%(w)时,催化剂的催化脱氢活性最高,在260℃、常压下反应20 min,每克Pt原子的产氢量达到4.47 mol。 展开更多
关键词 液相有机氢载体 层状双金属氢氧化物 十氢萘脱氢 Pt基催化剂
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层状双金属氢氧化物的层间阴离子对衍生的Ni-Al_(2)O_(3)催化剂光热催化CO_(2)甲烷化反应的影响
13
作者 郭李娜 李睿哲 +5 位作者 孙闯 罗小利 石义秋 原弘 欧阳述昕 张铁锐 《物理化学学报》 北大核心 2025年第1期68-78,共11页
太阳能驱动的二氧化碳(CO_(2))甲烷化反应不仅有助于减少多余的碳排放,而且是生产燃料的重要途径。层状金属双氢氧化物(layered double hydroxides,LDH)可以在高温还原气(H_(2)/Ar)氛围中还原,转化为金属负载于氧化物(MO)的催化剂。这... 太阳能驱动的二氧化碳(CO_(2))甲烷化反应不仅有助于减少多余的碳排放,而且是生产燃料的重要途径。层状金属双氢氧化物(layered double hydroxides,LDH)可以在高温还原气(H_(2)/Ar)氛围中还原,转化为金属负载于氧化物(MO)的催化剂。这些催化剂在CO_(2)加氢反应中作为优秀的光热催化剂被广泛应用。然而,有关LDH的层间阴离子类型如何影响CO_(2)甲烷化活性的研究还相对有限。本文研究了包含不同层间阴离子的镍(Ni)铝(Al)LDH前驱体,通过在H_(2)/Ar气氛中还原处理,制备了一系列Ni负载在氧化铝(Al_(2)O_(3))上的MO催化剂,这些催化剂被命名为NiAl-x-MO(其中x代表CO_(3)、NO_(3)、Cl和SO_(4),分别代表碳酸根、硝酸根、氯离子和硫酸根等阴离子)。其中,NiAl-CO_(3)-MO催化剂表现出50.1%的CO_(2)转化率,99.9%的甲烷(CH_(4))选择性以及94.4 mmol∙g^(−1)∙h^(−1)的CH_(4)产出速率。与之相比,NiAl-Cl-MO和NiAl-SO_(4)-MO催化剂的CO_(2)甲烷化活性极低。H_(2)程序升温脱附(temperature programmed desorption with H_(2),H_(2)-TPD)实验和密度泛函理论计算(density functional theory,DFT)结果表明,低CO_(2)转化率是由于残留的氯(Cl)或硫(S)与金属Ni形成的强配位键阻碍了H_(2)的吸附和活化。因此,在设计LDH衍生的催化剂,特别是用于氢化反应的Ni基催化剂时,应优先考虑层间阴离子在LDH中的重要作用。 展开更多
关键词 光热催化 CO_(2)甲烷化 Ni-Al_(2)O_(3)催化剂 层状金属双氢氧化物 层间阴离子
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过渡金属氧化物在锂硫电池中的应用研究进展
14
作者 袁诗祥 白阳 +2 位作者 段开姣 郭俊明 向明武 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期47-52,共6页
锂硫电池因具有2600Wh/kg的高理论能量密度而备受关注,但硫正极的低导电性以及多硫化物的穿梭效应制约了锂硫电池的商业化应用。采用碳基材料提高硫正极的导电性被认为是简单有效的方法,但是非极性的碳材料不能有效抑制多硫化物的穿梭... 锂硫电池因具有2600Wh/kg的高理论能量密度而备受关注,但硫正极的低导电性以及多硫化物的穿梭效应制约了锂硫电池的商业化应用。采用碳基材料提高硫正极的导电性被认为是简单有效的方法,但是非极性的碳材料不能有效抑制多硫化物的穿梭效应。近年来,各种过渡金属氧化物已被证实能有效抑制多硫化物的穿梭效应和提高锂硫电池的电化学性能,因为过渡金属氧化物可以通过路易斯酸碱作用对多硫化物形成稳定的化学吸附以及协同转化功能。综述了近10年来过渡金属氧化物在锂硫电池中的应用进展,分析总结了钛系、锰系、钒系及其他过渡金属氧化物的结构与性能之间的关系和影响规律,指出了目前过渡金属氧化物面临的挑战并展望了其未来的研究方向。 展开更多
关键词 锂硫电池 过渡金属氧化物 穿梭效应 协同吸附与转化
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金属氧化物气敏传感器的研究现状及其发展趋势 被引量：7
15
作者 章天金 周东祥 +2 位作者 付明 龚树萍 姜胜林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期38-40,44,共4页
综述了国内外金属氧化物气敏传感器的生产和应用概况,分析了国内外目前的生产技术水平与现状,展望了金属氧化物气敏传感器的发展前景。
关键词 金属氧化物 气敏 传感器 气敏器件 现状 发展
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固体氧化物电池金属连接体锰钴涂层材料研究进展
16
作者 韩帅文 朱可晟 +3 位作者 刘长洋 刘子良 卞刘振 杨礼林 《材料导报》 北大核心 2025年第8期12-17,共6页
金属连接体作为固体氧化物电池(Solid oxide cells, SOCs)的核心组件,在工作温度范围内会发生严重的氧化和高价铬挥发导致阴极Cr中毒,从而降低电池性能与寿命。在金属连接体表面添加锰钴尖晶石涂层是防止其失效的有效手段,但是锰钴涂层... 金属连接体作为固体氧化物电池(Solid oxide cells, SOCs)的核心组件,在工作温度范围内会发生严重的氧化和高价铬挥发导致阴极Cr中毒,从而降低电池性能与寿命。在金属连接体表面添加锰钴尖晶石涂层是防止其失效的有效手段,但是锰钴涂层存在电导率低、烧结致密度差的问题。本文综述了近年来SOCs金属连接体防护用锰钴涂层的制备方法、成分设计对电导率、热膨胀系数、抗氧化性能等的影响。稀土元素与过渡金属元素的共同掺杂可以协同调控锰钴尖晶石涂层的电导率和抗氧化性能。此外,对锰钴涂层的设计、制备技术和性能改进提出了未来发展方向。 展开更多
关键词 固体氧化物电池(SOCs) 金属连接体 铁素体不锈钢 锰钴尖晶石涂层 掺杂
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金属氧化物半导体气敏传感器稳定性研究进展 被引量：9
17
作者 周志刚 胡木林 李鄂胜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期52-56,共5页
金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变... 金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变化的贡献;微裂纹的加剧使器件的电阻发生漂移,并且为水蒸气、氧气和待测气体扩散到敏感膜内部提供便捷的通道;电极的退化影响电极与气敏材料之间的接触电阻Rc;温度和湿度的改变使气体的吸附、脱附、反应活性和电子迁移率等都发生变化,因而器件的稳定性得不到保证。在机理分析的基础上,分别介绍了提高器件稳定性的方法。 展开更多
关键词 气敏传感器 金属氧化物半导体 稳定性
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基于金属衬底的石墨烯温度传感器仿真
18
作者 田传升 王俊强 《微纳电子技术》 2025年第3期128-134,共7页
针对动力设备实时温度测量的需求,研究了一种快响应、宽温区的石墨烯温度传感器。传感器芯片由金属衬底、绝缘层、金属电极层、石墨烯传感层、保护层和金属抗氧化涂层组成。以热导率高的金属为衬底,另外在传统的陶瓷保护层的基础上增加... 针对动力设备实时温度测量的需求,研究了一种快响应、宽温区的石墨烯温度传感器。传感器芯片由金属衬底、绝缘层、金属电极层、石墨烯传感层、保护层和金属抗氧化涂层组成。以热导率高的金属为衬底,另外在传统的陶瓷保护层的基础上增加四元金属抗氧化涂层,能够有效阻挡高温下氧气的渗透。利用有限元软件进行分析,当温度由室温升高到1200℃时,采用硬质合金、氧化铝、氮化硅为衬底的芯片响应时间分别为55、660、75 ms,衬底热导率越高,响应速度越快。传感器芯片各层厚度的变化对热应力的影响极大,当金属衬底厚1000μm、绝缘层厚0.1μm、保护层厚0.5μm、氮化钛打底层厚0.04μm、氮铝化钛过渡层厚0.3μm、钛铝硅氮功能层厚0.7μm、氮化钛硅着色层厚0.5μm时,最大热应力较小,为24966 MPa。该研究为拓展石墨烯温度传感器的耐温范围提供新的思路,为石墨烯传感器应用于高温瞬态测量提供可行性方案。 展开更多
关键词 温度传感器 石墨烯 金属衬底 有限元分析 高温
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金属氧化物异质结气体传感器气敏增强机理 被引量：23
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作者 唐伟 王兢 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1087-1104,共18页
金属氧化物异质结由于费米能级效应、不同组分之间的协同作用,常被用来提高电阻型金属氧化物半导体气体传感器的气敏特性。本文简述了近年来国内外金属氧化物异质结材料的类别,主要分为混合氧化物结构、层状结构、第二相粒子修饰结构、... 金属氧化物异质结由于费米能级效应、不同组分之间的协同作用,常被用来提高电阻型金属氧化物半导体气体传感器的气敏特性。本文简述了近年来国内外金属氧化物异质结材料的类别,主要分为混合氧化物结构、层状结构、第二相粒子修饰结构、一维纳米结构和核-壳结构;重点综述了金属氧化物异质结的气敏增强机理,包括异质结效应、协同效应、催化溢流效应、响应反型、载流子分离及微结构调控六大机理;分析了当前异质结气体传感器面临的瓶颈。最后对纳米异质结气体传感器的发展进行了展望,今后金属氧化物异质结气体传感器可以从明确异质结界面机理展开,这将为自下而上地设计出符合实际需要的气体传感器提供一定参考。 展开更多
关键词 金属氧化物异质结 协同效应 溢流效应 响应反型 载流子分离 微结构调控
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水热法合成过渡金属氧化物纳米材料及其在食品安全检测传感器中的应用进展 被引量：5
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作者 傅慧君 董秀秀 +2 位作者 陈子键 杨池 徐振林 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期905-912,共8页
以Fe,Co,Mn,Zn等过渡金属制备的氧化物纳米材料具有制备简单、形貌可控以及电化学活性高等特点,且可以固定在电极表面,在电化学传感器的应用中显示了广阔前景。该文重点介绍了过渡金属氧化物水热合成方法的研究进展,并简要阐述了基于过... 以Fe,Co,Mn,Zn等过渡金属制备的氧化物纳米材料具有制备简单、形貌可控以及电化学活性高等特点,且可以固定在电极表面,在电化学传感器的应用中显示了广阔前景。该文重点介绍了过渡金属氧化物水热合成方法的研究进展,并简要阐述了基于过渡金属氧化物纳米材料的新型电化学传感器在食品安全快速检测领域的应用进展。 展开更多
关键词 电化学传感器 纳米材料 水热法 过渡金属氧化物 食品安全
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