Li2CO3/YSZ电极制备方法对CO2传感器性能的影响

借助X射线衍射和扫描电镜,研究烧结、熔融和承载三种典型Li2CO3/YSZ敏感电极制作方法对CO2传感器性能的影响.结果表明,三种方法均能制备出致密的Li2CO3/YSZ敏感电极薄膜,并在实验条件(500℃,CO2浓度范围(318～576800) ×10-6)下对待测气体中的CO2具有准确的响应;熔融法制作的电极薄膜颗粒较其他两种方法大,且由于电极体系中涉及Li2ZrO3和Li2CO3的相互转化反应,使得传感器长时间稳定性受到影响.     

NiO敏感电极NH3传感器制备及其响应性能

以NiO为敏感电极材料,钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷片为电解质材料,采用丝网印刷技术制备了片式混合电势型NH3传感器,对传感器在不同NH3浓度和不同工作温度下响应性能进行了研究.结果显示:在工作温度为550℃时,传感器对NH3的响应值最大,达到-57 mV.制备的传感器在550℃时,对(50～600)×10-6 NH3具有良好的响应性能,响应信号与NH3浓度的对数呈现出良好的线性关系.在550℃高温时,传感器表现较好的重复性,但其交叉敏感性有待提高.为阐述传感器的敏感机理,进行了交流阻抗测试研究.     

CuFe2O4敏感电极微观结构对电势型氨传感器氨气响应性能的影响

以CuFe2O4为敏感电极,YSZ为固体电解质的电势型气体传感器被制备用于汽车尾气中氨气浓度的检测。CuFe2O4被溶胶－凝胶法制备并在900℃煅烧获得,通过分别在950℃ 、1000℃和1050℃烧结获得了具有不同微观结构的CuFe2O4敏感电极,并在650℃评估了它们的氨气响应性能,发现电极微观结构对响应性能有较大影响?1000℃烧结传感器的氨敏感度最高,其值为-68.5mV/decade。对320×10-6和20×10-6浓度的氨气的响应信号值分别高达-92.3mV和-8.3mV。它的优异性能与SEM和BET结果显示的它具有最多的TPB数量,适中的电极厚度和孔隙率有关,也通过EIS和极化测试被证实,传感器也拥有较好的氨气选择性和长期稳定性,表明CuFe2O4在电势型NH3传感器的实际应用中具有较好的潜力。     

溴化银单晶半导体传感器的研制

我们研制的 AgBr 单晶溴离子敏感半导体传感器(简称 Br~--ISFET)它是在场效应晶体管的绝缘栅上制备一层 AgBr 单晶敏感层。这种传感器灵敏度高、稳定性好、使用寿命长,且与一般溴离子选择电极比较,具有全固体化和易集成化等特点。特别是适应于生物、医学、航天、遥测和遥控等方面。该传感器经测试性能良好,其线性响应范围为:1.0×10°mol·L~(-1)～1.0×10~(-5)mol·L~(-1)NaBr,灵敏度为:56mV/PBr~-,对溴离子的检测下限为:5.0×10~(-6)mol·L~(-1)NaBr。     

Li2CO3-YSZ-SrCO3敏感电极的CO2电化学传感器研究

借助X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析方法,研究以Li2CO3-YSZ-SrCO3作为敏感电极的氧化锆(YSZ)固体电解质CO2传感器.结果表明,在实验条件(450℃,CO2浓度(34 100 ～ 576 800)×10-6)下,传感器对CO2浓度变化具有准确、快速的响应.Li2CO3-YSZ-SrCO3电极烧制温度对其性能有影响.750℃烧制时,ZrO2与Li2CO3和SrCO3反应较充分;725℃烧制时,反应较浅.比较而言,725℃烧制的传感器响应较好.     

电子鼻在乙醇和丙酮、乙醇和苯定量分析中的应用

采用6个不同掺杂的纳米ZnO气体传感器组成的电子鼻和人工神经网络(ANN)实现了乙醇和丙酮、乙醇和苯的定量分析.研究表明,不同掺杂的气体传感器在二元可挥发有机物(VOCs)混合体系的测量中敏感特性存在一定的差异,同时混合气体种类对传感器敏感特性影响也不同.对乙醇和丙酮、乙醇和苯定量分析的标准偏差分别为8.9×10-6、7.8×10-6.     

抵偿型CO传感器的制备及性能研究

以质量分数0.3的In2O3掺杂ZnO电极材料作为敏感电极,Pt为参比电极,在1200℃下烧结制备了(ZnO+质量分数0.3的In2O3)/YSZ/Pt结构的CO传感器。保持O2的体积分数为5%不变,在450℃~550℃下测试其对浓度为2×10-4的CO气体的响应。实验表明,工作温度为500℃时,传感器的响应值达到最大(-59 mV),接近未掺杂之前的两倍,使得传感器的灵敏度得到极大极高。为了克服C3H6气体的干扰(响应值在-50 mV以上),借鉴混合电位理论,用柱状形貌Cr2O3材料替代Pt做参比电极制备了抵偿型CO传感器,并测试其敏感性能。结果表明,该传感器对CO的响应值只减小了-11 mV(为-48 mV),而对C3H6的响应则呈现出大幅度衰减(-10 mV以下),明显提高了传感器的选择性。最后,对此现象,我们采用相应的传感器敏感机理进行了探讨。     

Fe(CN)_6~(3-)离子修饰聚吡咯葡萄糖氧化酶电极研究

采用多步固定法,制备了Fe(CN)_6~(3-)离子修饰的聚吡咯葡萄糖氧化酶电极,研究了所得到电极的性能及其影响因素。电极线性范围为4.0×10~(-4)～1.0×10~(-2)mol/dm~3,响应时间15～30s。电极寿命优于普通聚吡咯葡萄糖氧化酶电极。用于实际样品中葡萄糖含量的测定时得到良好结果。     

锂的电化学传感器的研制

用合成的新材料1,1,1—三[1′-(2′-氧杂-4′-氧代-5′-氮杂-5′-辛基)十三烷基]丙烷为中性载体,磷酸三[2-乙基己基]酯(TEHP)为增塑剂,制成了三种锂的电化学传感器:PVC 膜电极、涂碳电极和锂离子敏感场效应晶体管(Li ISFET),比较了它们的性能。PVC 膜电极的线性响应范围是5×10~(-5)～1mol·dm~(-3)(LiCl),涂碳电极和 Li ISFET 的线性响应范围分别为10~(-4)～1mol·dm~(-3)和10~(-3)～1mol·dm~(-3)。三种锂的电化学传感器中,PVC 膜电极的选择性较好,K_(Li,Na)~(Pot)为4×10~(-2),K_(Li,K)~(Pot)为8×10~(-3),Li ISFET 的选择性较差,K_(Li,N?)~(Pot)为9·6×10~(-2),K_(Li,K)~(Pot)为1.6×10~(-2)。     

层层累积技术制备基于纳米碳管的葡萄糖生物传感器

以多壁纳米碳管(MWCNTs)为电子媒介体和酶的吸附载体,利用层层累积的自组装技术固定葡萄糖氧化酶(GOx)的多层(MWCNTs/GOx)n复合薄膜修饰电极,制备了一种新型葡萄糖生物传感器。结果表明:传感器对葡萄糖的响应电流值随着MWCNTs/GOx复合薄膜层数的不同而变化,当MWCNTs/GOx复合薄膜的层数为6时,响应电流值达到最大。(MWCNTs/GOx)6复合薄膜修饰的葡萄糖生物传感器对3×10-2mol/L葡萄糖的响应电流为1.63μA,响应时间仅为6.7 s。该生物传感器检测的线性范围为5×10-4~1.5×10-2mol/L,最低检测浓度可达0.9×10-4mol/L。     

一种自组装型SnO_2纳米线氢传感器

为了能够对低体积分数的氢气进行灵敏探测,提高氢气生产、使用、运输、存储的安全性,通过热蒸发SnO2和活性炭的混合粉末的自组装方式直接在Cr-Au梳状交叉电极上制备了一层SnO2纳米线气敏层,构成了SnO2纳米线气体传感器。经测试,发现此传感器对于体积分数范围为10×10-6~500×10-6的氢气具有良好的探测灵敏度。     

基于13X型沸石分子筛的类神经毒气传感器

研制了基于13X型分子筛阻抗型气体传感器,探测了神经类毒气沙林的相似物甲基磷酸二甲脂(DMMP)。通过交流电压对传感器进行激励,得到其交流阻抗谱的变化,从而实现对不同体积分数DMMP的检测。对0.2×10-6,0.4×10-6和1×10-6DMMP气体分别进行了检测,在1×10-6时(频率为0.01 Hz)电阻的相对变化可达13.2%;同时,分别采用13X型和Cu-β型分子筛作为敏感膜对1×10-6DMMP,100×10-6CO2和饱和蒸汽压下的乙醇气体进行了选择性比较实验。实验表明:基于13X型分子筛膜传感器对DMMP的探测有较好的灵敏度和选择性。     

色氨酸微生物传感器的研究及应用

本文用酿酒酵母菌涂于载体上,与氧电极偶合,研制成色氨酸微生物传感器,研究了其稳态响应和动态响应特性;传感器灵敏度高、响应快,稳态法测定的线性范围为2.50×10~(-6)mol/L～1.10×10~(-3)mol/L;注流分析法的线性范围为2.00×10~(-6)mol/L～1.33×10~(-3)mol/L;线性相关系数分别为0.9990和0.9987。并用注流分析法测定了小米和玉米中色氨酸的含量,方法简便快速,有一定的实用价值。     

苯羟基乙酸修饰电极的研制及应用

本文研制了苯羟基乙酸修饰电极的制备及电化学性质。修饰电极对抗坏血酸(AA)的氧化还原有明显的催化作用,AA 的氧化电位负移了280mV。在 pH9.6BR 缓冲溶液中,以200mV 为工作电位,AA 在修饰电极上的响应电流与 AA 的浓度在3×10～(-6)10~(-3)mol/L 范围内呈良好的线性关系,检测下限为1.2×10~(-7)mol/L。在此电位下,多巴胺(DA)对 AA 的测定无干扰,电极的重现性良好,可用于实际样品 AA 的测定。     

离子缔合型离子敏感半导体传感器的研制 Ⅰ.PVC 膜高锰酸根半导体传感器

本文报导的高锰酸根半导体传感器(简称 MnO_4~- ——ISFET)是以乙基紫—MnO_4~- 缔合物为电活性物质的化学半导体传感器。它是我们在研制钾离子敏感半导体传感器的基础发上展起来的又一化学半导体传感器,是传统的离子选择性电极和场效应晶体管相结合的产物。不仅工艺简单,并且具有半导体传感器的固有特点,如微型化,系列化,易集成化和多功能化等。该传感器对 MnO_4~- 浓度在1×10~(-1)—1×10~(-5)M 范围内呈能斯特响应,斜率为59mv/PMnO_4~-(17℃),检测下限为3×10~(-6)M。     

微电极研究ⅫNafion修饰微电极伏安特性研究及其在痕量测定中的应用

本文介绍 Nafion 修饰碳纤维园盘微电极的制备及其伏安特性研究;用线性扫描阳极溶出法测定人体头发中镉离子的含量;电极面积固定,重现性好,方法简便;镉的峰电流在其浓度为1×10~(-7)～9×10~(-6)及10~(-6)～9×10~(-6)范围内有良好的线性关系,适用于阳极溶出。     

基于四苯基卟啉的PVC膜电极的研制及其应用于药物中黄连素的分析

本文用四苯基卟啉作为电活性物质研制了 PVC 膜黄连素敏感型电位传感器,该传感器响应范围为1.8×10~(-7)-5.0×10~(-3)mol/L,pH 范围4.3-12.2,响应时问小于30s,斜率为60.4±1.9mV/dec。此电极表现出与经典的基于阳离子交换型的电极不同的选择性行为。本文还研究了不同增塑剂对传感器响应性能的影响并对实验条件进行了优化。该传感器可直接用于药物中黄连素的定量分析,结果令人满意。     

基于NaOH刻蚀玻碳电极的电化学传感器在检测膀胱癌DNA中的应用

制备了一种基于活化的玻碳电极的新型电化学DNA生物传感器,可用于膀胱癌DNA的检测.通过循环伏安法(CV)实现玻碳电极在NaOH溶液中的刻蚀,使电极表面负载大量官能团,为DNA提供连接位点,由Laviron方程计算得到玻碳电极表面的羧基浓度为 1.022×10-6 mol/cm2.亚甲基蓝(MB)作为电化学检测的杂交指示剂.采用原子力显微镜(AFM)对刻蚀后的电极进行了形貌表征.在最优杂交条件下,通过差分脉冲法(DPV)计算出最佳检测限为5.677×10-13 mol/L(n=5),适用目标 DNA浓度范围1×10-8 mol/L~1×10-12 mol/L.该传感器有望用于实际样品中膀胱癌DNA的快速检测.     

多壁碳纳米管增效层层自组装构建乙醇生物传感器

以聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)为阳离子聚电解质,以乙醇氧化酶(AOD)为带负电的生物分子,结合多壁碳纳米管(MWCNTs),层层自组装(layer-by-layer)制备聚烯丙胺/聚磺化乙烯硫酸盐乙醇(PAA/PVS)3抗干扰膜修饰Pt电极,在此基础上将PDDA与AOD交替组装在修饰好的电极上,构建了电流型乙醇生物传感器.实验结果表明:MWCNTs的引入使电极对H2O2的催化电流明显增大,制成的酶电极可以有效控制酶量的使用,酶膜组装层数为6时最优,对乙醇的灵敏度为2.913 μA/mol/L,在2×10-4～8×10-3mol/L浓度范围内呈良好线性关系,检出限为1.52×10-5mol/L(S/N=3),并且传感器具有良好的抗干扰能力和稳定性.     

化学修饰电极的研究—丁二酮肟修饰的碳糊电极

本文制备了镍敏感的化学修饰电极—丁二酮肟修饰的碳糊电极。研究了它对 Ni~(2+)在pH=8.8的 NH_3·H_2O-NH_4Cl 缓冲溶液中的伏安特性。用三阶导数卷积伏安法测定镍的含量,峰高与镍量在1.0×10~(-6)～1.0×10~(-7)mol·dm~(-3)范围内呈线性关系。并用该电极测定矿泉桔子汽水中镍的含量,结果满意。化学修饰电极在电化学,电分析化学领域中发展十分迅速。化学修饰的碳糊电极,通过在碳糊中加入特殊的沉淀剂、配合剂、离子交换剂、共价键合基团等方法,改善了碳糊电极性能,使电极对特定离子有响应并有富集该痕量离子的作用。我们用丁二酮肟修饰碳糊,制备了对痕量镍有响应的化学修饰电极,并研究了该电极的伏安特性。在-1.15V(VS.Ag-AgCl)处 Ni~(2+)有一灵敏的还原峰。在 pH=8.8的 NH3·H_2O-NH_4Cl 体系中,用三阶导数卷积伏安法测定镍,峰高与镍含量在1.0×10~(-6)～1.0×10~(-7)mol·dm~(-3)范围内呈线性关系。用该电极测定了几种不同型号的矿泉桔子汽水中痕量镍,结果满意。