直流电弧等离子体法制备高纯度SnO2纳米粉末及其应用前景

该研究论文《直流电弧等离子体制备SnO2纳米粉末的研究 (2003年)》发表在武汉理工大学学报上，由关波、傅正义、王皓和林华幌等人合作完成。研究采用直流电弧等离子体蒸发-凝聚法来制备SnO2（二氧化锡）纳米粒子。这种方法利用高温等离子体环境（约3000-30000K），具有高能量密度、大温度梯度、气氛可控以及急冷的特点，为纳米材料的制备提供了理想条件。 论文的核心内容围绕以下几个方面展开： 1. **方法论**：研究者探索了利用直流电弧等离子体在焰流中形成和生长SnO2纳米粒子的过程，通过细致的实验控制，如等离子体发生器功率、气体配比和冷却介质的选择，来影响纳米粒子的粒度和纯度。 2. **结果与影响因素**：实验结果显示，通过优化参数，他们成功制备出纯度高达98.8%的SnO2纳米粉末，且粒度可以进行有效控制。这为高性能SnO2气敏传感器的研发奠定了坚实的基础。 3. **应用前景**：SnO2因其作为气敏半导体材料的广泛应用，特别是在制造半导体气敏传感器中，其电阻率随气体浓度变化的特性使其在工业界备受重视。特别是新型的“气敏-光学”特性，使得SnO2传感器在安全性上有显著提升，无需测量电阻，适用于高浓度气体检测。 4. **技术背景**：论文提到自1984年起，等离子体法成为制备纳米粉末的主要手段，尤其适合于金属、氧化物、氮化物以及复合纳米粉末的制备，其产品具有高纯度、均匀性和分散性，显示出强大的工业化潜力。 5. **资金支持与作者介绍**：研究工作得到了国家杰出青年基金的支持，作者关波博士还分享了他的电子邮件地址，表明他对这一领域的持续关注和贡献。 这篇论文对于理解如何利用直流电弧等离子体制备高性能的SnO2纳米粉末，并将其应用于实际的气敏传感器制作中具有重要价值。它不仅展示了科研人员在纳米材料制备技术上的突破，也预示了未来在气体传感器领域可能的发展趋势。