Cr_2O_3-LSFNiO双敏感电极NO_x传感器响应特性研究

以Cr2O3和(La0.8Sr0.2)2FeNiO6-δ(LsFNiO)为敏感电极材料,经1 200℃烧结制备出了一种具有双敏感电极结构的NOx传感器,并对其气体敏感性进行了测试,最后根据实验结果得出了两敏感电极的电势关于NOx浓度的经验公式。结果表明,两敏感电极的电势均随着NO浓度的增大而减小,NO2浓度的增大而增大。Cr2O3和LsFNiO电极对NO的敏感性分别为–12.198 mV/decade和–16.477 mV/decade,对NO2的敏感性分别为37.083 mV/decade和14.005 mV/decade。两敏感电极的电势与NOx气体浓度的对数呈较好的线性关系。     

Pd掺杂SnO2厚膜CO2气体传感器的制备及其气敏特性研究

当前CO_2的过度排放引发了一系列的环境问题,CO_2的检测技术成为气体传感器研究领域的热点。半导体气敏传感器是气体传感器研究的主流方向之一,其中丝网印刷法是制备厚膜传感器的最常见的方法。本文采用纳米SnO_2作为主要的气敏材料,制备了不同Pd掺杂含量的SnO_2浆料,然后采用丝网印刷法制备了SnO_2厚膜CO_2气体传感器。研究发现,当Pd的含量为SnO_2的1%(质量分数)时,传感器在258℃工作温度下,对CO_2有最大的响应值1.98。该传感器能够检测的CO_2浓度下限为1000ppm,其响应值随着CO_2浓度的升高而增大。     

新型固体电解质SO_2传感器的研制

以sol-gel法制备的NASICON(Na3Zr2Si2PO12)为基体材料,掺杂了V2O5的TiO2为辅助电极材料,制备了一种管式结构的固体电解质SO2传感器。当工作温度为300℃时,以V2O5与(V2O5+TiO2)的质量比为5%的材料为辅助电极材料时,传感器对体积分数为(1~50)×10–6的SO2表现出了较好的气敏性能,传感器的电动势E值与SO2浓度的对数呈很好的线性关系,传感器的灵敏度为78mV/decade。同时,传感器对50×10–6的SO2的响应恢复时间分别为10s和35s,且有较好的选择性。     

sol-gel燃烧法合成MgFe_2O_4纳米颗粒及其气敏性

以Mg(NO3)2、Fe(NO3)3和柠檬酸为原料,采用sol-gel燃烧法,合成了MgFe2O4纳米颗粒。利用XRD、TEM和红外光谱对产物进行了结构、形貌的测量和表征。结果表明:MgFe2O4的前驱体燃烧后经过500℃下1h的热处理,得到平均粒径小于20nm的纳米颗粒。以MgFe2O4为原料,制备了气敏元件,发现元件在工作电压为4.5V时对50×10–6的Cl2的灵敏度达到177,响应时间达4s,而且对其它气体的抗干扰性很好,有望开发成为对Cl2检测的传感器材料。     

自组装型SnO_2纳米线超低浓度H_2传感器的研制

采用FESEM及气敏传感器测试系统,研究了用自组装方式制备的SnO2纳米线气敏传感器的氢敏特性。结果表明:在工作温度为200℃时,对于超低浓度[(2~8)×10–6]的氢气具有0.58~1.00的探测灵敏度及3 s的响应时间和10 s的恢复时间。继而从气敏机制、自组装制备方式、SnO2纳米线的优良的比表面特性及其尺度(30~40 nm)低于德拜长度(43 nm)等角度,解释了此传感器对超低浓度氢气具有良好气敏特性的原因。     

一种基于表面等离子体共振的多模光纤H2传感器

报道了一种基于表面等离子体共振(SPR)的多模光纤H2敏传感器,是通过化学腐蚀多模光纤使纤芯裸露再镀上Pd-Ag合金膜所构成,并给出了相应的理论分析和实验制作过程。理论分析表明,对于0～4%范围内的H2浓度,兼顾测量范围、灵敏度和响应时间,合金膜厚度选择在20nm附近为宜;实验研究结果显示,用20nm厚的Pd-Ag合金膜和15mm的光纤作用长度,在温度为26℃、相对湿度为60%的条件下,传感器能探测0～4%浓度范围内的H2,响应时间小于50s。     

2006-2014年南京都市圈对流层NO2时空变化特征及污染源分析

基于OMI(Ozone Monitoring Instrument, OMI)卫星传感器监测得到的2006年1月-2014年12月南京都市圈对流层NO2柱浓度数据和土地利用类型数据,利用余弦曲线函数和HYSPLIT后向轨迹模型,分析了研究区对流层NO2时空分布特征以及污染物的来源。研究发现,2006-2014年南京都市圈对流层NO2柱浓度呈现出逐年增长的趋势和冬高夏低的季节变化特征;研究区对流层NO2污染物主要来自两个方面：大气气流的输送作用影响了研究区对流层NO2季节性变化;不同的土地利用类型影响了南京都市圈的对流层NO2柱浓度。     

人体唾液葡萄糖生物传感器

通过戊二醛交联法将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在二茂铁(Fc)修饰的薄膜金电极上,制备了一种可用于检测人体唾液中葡萄糖含量的生物传感器。研究了不同扫描速度下二茂铁的电化学行为,以及工作电压、戊二醛浓度和酶固定量对传感器响应特性的影响。结果表明,利用戊二醛交联法制备的传感器检出限低、检测范围宽。在0~2 200μmol/L的葡萄糖标准浓度范围内,传感器灵敏度为21.45nA.μmol-1.cm-2(相关系数r=0.991 2),检出限为1μmol/L,响应时间5s。该结果可实现对唾液葡萄糖的检测,进而有望实现对血糖的检测。     

NTP发生器生成活性物质及发射光谱研究

对自行设计的NTP发生器进行了性能试验,研究了电学参量、气源对活性物质生成及发射光谱的影响。结果表明,活性物质主要为O3和NO2,且观测到明显的N2第二正带系谱峰。随着放电电压峰峰值或放电频率的升高,能量密度增大,O3和NO2浓度先增加后减小,N2第二正带系谱峰显著,光谱强度随之增大。随着气体流量增大,能量密度减小,O3和NO2浓度及光谱强度均呈先增后减的趋势。随着气源中O2含量增加,O3和NO2浓度增大,当O2含量为80%时,O3和NO2浓度均超过20000 ppm;光谱强度则逐渐减弱。     

氧化钨纳米纤维的制备及其对H_2S的气敏特性北大核心

利用静电纺丝法制备了氧化钨(WO_3)纳米纤维。使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相结构和微观形貌进行表征。分析结果表明:制备的WO_3纳米纤维由众多纳米颗粒组装而成,且平均直径约为200 nm。同时,研究了基于WO_3纳米纤维的气体传感器对H_2S的气敏特性。实验结果表明:在工作温度为150℃时,该传感器对体积分数为2×10^(-5)的H_2S气体的响应达到72,响应时间和恢复时间分别为4 s和21 s,且检测极限为5×10^(-9),表明该传感器在低体积分数H_2S气体检测方面有实际应用价值。     

Cr_2O_3掺杂TiO_2纳米粉体的制备及气敏性能研究

以钛酸四丁酯、硝酸铬为原料,采用sol-gel法制备了w(Cr2O3)为0~30%的Cr2O3-TiO2纳米粉体。利用XRD、TEM等测试手段分析了粉体的微观结构,采用静态配气法测试了由所制粉体制成的气敏元件对乙醇、CO、NO2等气体的气敏性能。结果表明:用该法得到的粉体材料颗粒粒径小,且均匀;工作电压为4.0 V时,由w(Cr2O3)为20%的粉体在800℃烧结制得的气敏元件对体积分数为30×10–6的乙醇的灵敏度最高可达282,且具有较好的响应–恢复特性,响应时间和恢复时间分别是10 s和24 s。     

氧化铟空心球的合成及其气敏性能研究

采用溶剂热–退火反应法合成了氧化铟空心球。所获空心球用XRD,TEM和SEM等表征。发现所合成的氧化铟空心球直径介于0.5~1.0μm,且该空心球是由粒径约50nm的氧化铟纳米块堆积而成。研究了用此空心球制备的气敏元件的气敏性能。结果表明,氧化铟空心球结构有益于提高元件的响应性能。此外,该元件对NO2气体有较快的响应(8s)并且恢复时间较短(15s)。     

An MWCNT-doped SnO_2 thin film NO_2 gas sensor by RF reactive magnetron sputtering

An MWCNT-doped (multi-walled carbon nanotube) SnO_2 thin film NO_2 gas sensor, prepared by radio frequency reactive magnetron sputtering, showed a high sensitivity to ultra-low concentrations of NO_2 in the parts per billion range. X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM) characterizations indicated that the MWCNTs were affected by the morphology of the SnO_2 thin film and the particle size.The properties of the MWCNT-doped SnO_2 sensor, such as sensitivity, selectivity, and response-recovery time, were investigated. Experimental results revealed that the MWCNT-doped SnO_2 thin film sensor response to NO_2 gas depended on the operating temperature, NO_2 gas concentration, thermal treatment conditions, film thickness, and so on.The mechanism of the gas-sensing property of the MWCNT-doped SnO_2 thin film sensor was investigated and showed that the improved gas-sensing performance should be attributed to the effects between MWCNTs (p-type) and SnO_2 (n-type) semiconductors.     

BaO-La2O3-TiO2纳米粉体制备及介电性能研究

采用醇盐水解溶胶-凝胶法成功制备出分散性良好的BaO-La2O3-TiO2(BLT)系纳米粉体材料,其平均粒径约为30 nm。X-射线(XRD)分析表明,用此类粉体烧制的陶瓷材料其主晶相为La2Ti2O7,副相为Ba-La2Ti4O12。该粉体烧结成瓷后表现出良好的介电性能。     

夏季城市大气中O_3和NO_2的观测研究

利用差分吸收光谱(DOAS)技术于2007年夏季对北京市朝阳区大气重要污染物O3和NO2进行了实时监测.分析了O3、NO2浓度的日变化规律,O3呈现明显的日变化趋势,日间因光化学作用浓度高,且在午后出现最大值;夜间浓度低,日出前出现最低值.NO2表现出与O3相反的变化趋势,白天因光解浓度较低;夜间因交通排放和NO2浓度积累达到峰值.观测结果与传统点式仪器进行了比较,对比结果显示两种方法有着很好的一致性.通过敏感性分析计算,表明O3光化学生成处于挥发性有机化合物(VOCs)敏感.     

氧化铝-8YSZ叠层制备极限电流型氧传感器

采用氧化铝作支撑材料制备了一种新型结构的极限电流型氧传感器。该传感器经由氧化铝粉和8YSZ粉分别压片并烧结成瓷,再经厚膜丝网印刷及叠压共烧制成。在温度为973 K(700℃)、氧体积分数为1.4%~14%条件下,对该传感器的气敏特性和响应时间进行了研究。结果表明:该传感器在上述氧浓度范围内具有较好的电流平台特性,且极限电流与氧浓度有良好的线性关系;气体在该传感器中的扩散为Knudsen扩散;该传感器的响应时间在8 s以内且呈现较好的重复性,长时间工作性能较稳定。     

尿素共沉淀法制备Nd:YAG纳米粉体

采用共沉淀方法,以Nd2O3、Y2O3和Al(NO3)3?9H2O为起始原料,以尿素为沉淀剂,制备Nd:YAG纳米粉体,制备的粉体经XRD、TG-DTA、FESEM以及激光散射等测试手段对其结构和形貌进行测试研究。XRD表明,前驱体在900℃煅烧3小时出现了YAG相和YAM中间相,在1000℃及其以上煅烧3小时后已完全转变成YAG相,且随着煅烧温度升高,衍射峰逐步增强,900-1200℃煅烧的Nd:YAG晶格常数值从1.2012nm变化到1.1994nm,颗粒度从31nm变化到96nm,激光粒度仪也给出了类似的变化趋势。TG-DTA结果表明当前驱体加热到1200℃时,粉体总重量损失约为43%。对前驱体进行了水洗和乙醇洗两种洗涤,比较发现乙醇洗涤更有利于Nd:YAG纳米粉体的分散,这些实验结果可为制备优良YAG透明陶瓷粉体提供参考。     

锰(Ⅱ)化合物对二氧化锰结构及电化学性能的影响

采用氧化还原水热法合成二氧化锰。研究了在氧化剂及反应温度等条件相同的情况下,不同反应时间和还原剂对二氧化锰晶型及电化学性能的影响。通过对产物进行XRD分析发现,还原剂为MnSO4时,仅生成单相α-MnO2;而在Mn(NO3)2和MnCl2溶液中,随着反应时间由2～24 h增加到48 h,产物由含有γ-MnO2的α-MnO2转变为单相β-MnO2。对反应时间为12 h生成的二氧化锰进行了循环充放电测试。结果显示,在Mn(NO3)2和MnCl2溶液中生成的含有γ-MnO2的α-MnO2,其初次放电容量分别为203和186.3 mA.h/g,均比在MnSO4溶液中生成的单相α-MnO2的容量140 mA.h/g高;7次循环充放电后,在Mn(NO3)2,MnCl2和MnSO4溶液中生成的MnO2的容量分别保持在初次放电容量的51%,54%和49%。     

复合钒钛酸干凝胶薄膜的湿敏特性研究

采用sol-gel法制备了复合钒钛酸干凝胶(H2V10Ti2O30-y·nH2O)薄膜,并对其湿敏特性进行了研究。结果表明:该薄膜为层状结构。用此薄膜制备的湿敏元件,在RH为11%～95%的范围内,感湿特性曲线线性好,其响应、恢复时间分别为5s和20s,湿滞为RH2%,感湿温度系数为RH0.45%/℃,并具有良好的稳定性。H2V10Ti2O30-y·nH2O干凝胶薄膜湿敏元件的灵敏度和湿滞均优于复合钒酸(H2V12O31-y·nH2O)干凝胶薄膜湿敏元件。