Роль структурных факто­ров в формировании газочувствительных свойств наноком­позитов TiO2 – Fe2O3

Abstract

Композиты TiO2 – Fe2O3 с содержанием оксида железа 1–50 мол. % были синтезированы золь-гель методом. С использованием методов рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и ИК-спектроскопии установлен характер изменения структуры композита в зависимости от мольного соотношения оксидов и темпера¬туры прогрева. На основе синтезированных оксидных материалов сформированы полупроводниковые химические газовые сенсоры. Показана возможность низкотемпературного детектирования паров этилового спирта при потребляемой мощности сенсора 20 мВт. Выявлены корреляции между газочувствительными свойствами композитов в отношении паров этилового спирта и структурными характеристиками композитов: наибольшая величина выходного сигнала сенсора достигается для оксидного материала TiO2 – Fe2O3 с содержанием оксида железа 50 мол. %, прогретого при температуре не выше 400 °С, характеризующегося присутствием в композите двух оксидных фаз – анатаза и гамма-Fe2O3, а также наличием у оксидного материала развитой поверхности. = TiO2 – Fe2O3 composites with iron oxide content in the range of 1–50 mol. % were synthesized by sol-gel method. By means of X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy and IR spectroscopy the dependence of composite structure on the oxide molar ratio and annealing temperature was established. With the use of the synthesized oxide materials semiconductor gas sensors were fabricated. The possibility of low temperature detection of ethanol vapor with sensor at power consumption of 20 mW was shown. Correlation between the gas sensing activity of the composites towards ethanol vapor and structural characteristics of the composites was revealed. The highest output signal value has been attained for TiO2 – Fe2O3 composite with 50 mol. % content of iron oxide heated below 400 °C. This material consists of two oxide phases (anatase and gamma-Fe2O3 ) and possesses a developed surface.