超微粒氧化铁的制备与气敏性能的研究

本文采用PCVD法制备了纳米级的超微粒氧化铁气敏材料.用这种材料制备的气敏元件具有工作温度低、灵敏度高、响应速度快、稳定性好等优点.不需掺杂,改变工作温度和热处理温度便可获得对酒精蒸汽和C_2H_2气体具有选择性的气敏元件.这种材料像SnO_2,ZnO气敏材料一样,在205℃左右出现电导极值.超微粒α-Fe_2O_3的气敏机制属表面控制型.     

磁控溅射纳米SnO_2薄膜的气敏特性

采用磁控溅射制备SnO2薄膜气敏元件,测试了气敏元件的性能,研究了SnO2薄膜气敏元件薄膜厚度、元件加热功率和环境温度和湿度对元件的影响,气敏元件具有很好的灵敏度和选择性特性,对其敏感机理进行了探讨。     

超微粒SnO_2气敏材料研制现状

介绍了超微粒SnO2材料的几种主要制备方法及由相应材料制成的气敏元件性能特点，探讨了SnO2气敏特性与粉体粒度的关系。     

系列常温气敏元件的研制

本文简述了常温气敏陶瓷材料及高分子材料的制备方法、常温电阻型及振荡型元件的制造工艺及其气敏特性，最后探讨了元件的工作机理及今后的改进方法。     

电化学WO_3基乙醇气敏元件的研制

在WO3粉体材料中加入一定质量比的添加剂,于恒温600℃烧结1h制成旁热式厚膜乙醇气敏元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度β的关系以及添加剂对元件的响应与恢复时间的影响。实验结果表明:WO3基元件掺入质量分数为0.5%的PdC l2在加热功率为600mW下可制作成反应能力强、灵敏度高的乙醇气敏元件。     

NiFe2O4纳米材料的气敏性能研究

以FeSO4·7H2O和NiCl2*6H2O为原料,通过新型化学共沉淀法制备了纳米尺寸的NiFe2O4粉体,利用XRD、TEM等手段研究了其结构特性.NiFe2O4是一种新型的P型半导体气敏材料.以NiFe2O4纳米粉体为原料制备了烧结型旁热式气敏元件,该元件对甲苯具有较高的灵敏度和好的选择性,并对气敏机理给予了解释.     

厚膜型γ—Fe_2O_3气敏元件的一次烧成工艺及气敏特性的研究

木文研究了以γ—Fe_2O_3为起始原料,一次烧成法制备γ—Fe_2O_3半导体陶瓷新工艺及其影响因素。测定出电阻率——烧成温度特性曲线,并与以Fe_3O_4为起始原料的二次烧成工艺作了比较。借助XRD、SEM分析和观察,认为显微结构的变化是导致气敏元件失效的原因。适当控制一次烧成工艺,可以制备出性能优异的半导体陶瓷气敏元件。     

TiO2薄膜制备及其气敏特性

NO2是一种强毒性气体,本文利用了溶胶一凝胶法在硅片及陶瓷管上制备TiO2纳米薄膜,并探讨了在制备过程中不同的因素对薄膜成膜质量的影响。并用马弗炉对硅片及陶瓷管上制备的TiO2纳米薄膜进行不同温度的退火处理。对其分别进行XRD的分析,和原子力显微镜分析。利用气敏测试系统对不同的退火温度下的气敏元件进行测试。研制出工作温度低,气敏特性强,响应恢复特性好的基于TiO2的NO2气敏传感器。     

金属氧化物气敏元件稳定性的研究进展

金属氧化物气敏元件性能的不稳定制约了元件的实用化进程,气敏元件稳定性的研究成为气体传感器技术中的一项重要内容。概述了金属氧化物气敏元件稳定性的研究进展,介绍了敏感材料、敏感材料的制备工艺、载体材料、加热/测量电极等因素对稳定性的影响。分析了各种影响因素的作用机理,并对其研究前景进行了展望。     

掺钯二氧化锡气敏薄膜的实验研究

XPS分析表明,用直流溅射法制备的掺钯薄膜气敏元件,钯的溅射率比锡高,在薄膜中钯的含量高于靶中的含量、和纯SnO_2薄膜相比,此元件对还原性气体有很高的灵敏度,尤其对H_2和CH_4.对于该元件的气敏机理也作了初步探讨.     

Au-In2O3 CO气体传感器的性能与机理研究

为了探讨氧化铟气体传感器的CO气敏性能和气敏机理,分别用化学沉淀法和浸渍法制备了未掺杂和金掺杂的氧化铟气敏材料,利用XRD和TEM对合成产物进行了表征.采用静态配气法测试了合成材料的气敏性能,利用气相色谱在线测试了CO在气敏材料表面的催化氧化产物,根据气敏性能与催化氧化结果研究了金掺杂氧化铟的气敏机理.实验结果表明:以2%质量比的金掺杂氧化铟对一氧化碳的反应有较高的灵敏度和选择性.根据金掺杂氧化铟对CO的催化氧化性能与气敏性能基本一致的结果,提出了金对氧化铟的CO增敏机理为化学增敏作用.     

基于乙酸气体传感器的海洛因快速测定方法

研究并制作了石英晶体(谐振式)乙酸气体传感器。这种传感器利用晶体表面活性酶吸附乙酸气体引起石英晶体振荡频率的变化实现对海洛因分子的快速检测。实验结果表明:乙酸激酶(aceticacidki nase简称AK)膜石英晶体传感器对乙酸气体的灵敏度为10-4;而乙酰辅酶A(acetyl-COA)合成酶膜及聚赖氨酸膜石英晶体传感器对乙酸气体的灵敏度为10-5。     

Ni掺杂SnO2花状微结构的制备及其气敏特性研究

采用水热法合成了纯SnO2和4 mol%Ni掺杂SnO2花状微结构.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶相、成分进行了表征,对制备的纯的和Ni掺杂SnO2传感器性能进行了测试.实验结果表明:Ni掺杂可以显著改善SnO2微结构的气敏特性.在最佳工作温度(280℃)条件下,4 mol%Ni掺杂SnO2传感器对100×10-6甲醇的响应可达到13.0,其响应是纯SnO2气体传感器的2.4倍.同时,其具有快速的响应/恢复时间(6 s/5 s),较低的检测极限(1×10-6),以及对甲醇的良好选择性.最后,对Ni掺杂SnO2气体传感器的气敏机理进行了分析讨论.     

钴掺杂二氧化锡基氢气传感器气敏特性研究

氢气(H2)是溶解在变压器油中的重要故障特征气体,对油中溶解的H2气体浓度进行在线监测能实时有效反映变压器的运行状况.针对传统的二氧化锡基气体传感器检测油中溶解气体存在工作温度较高,气体响应较低的问题,提出一种用金属钴Co掺杂纳米二氧化锡SnO2基传感器检测变压器油中溶解气体的方法,介绍其制备方法研制气体传感器并测试H2气敏特性,同时基于第一性原理对其敏感机理进行了探讨.结果表明:金属Co掺杂SnO2后传感器的最佳工作温度降低至300℃,对50μL/L H2的灵敏度增到12.16,Co掺杂后SnO2的导带负移,在费米能级附近出现了新的掺杂能级,增大了SnO2表面的导电性能,H2吸附在Co-SnO2表面时,价带顶附近区域出现了新的表面态,有利于载流子在价带和导带间的转移,从而改善传感器的气敏性能.     

基于光子晶体光纤传感器的瓦斯监测系统

空芯带隙型光子晶体光纤以其独特的结构和导光机制,具有其它普通光纤无法比拟的优势,这种光纤传感器在气体检测方面灵敏度更高。设计了以这种传感器为检测元件,基于Zig Bee的无线传感器网络的瓦斯监测系统,实验测试结果与样本值比较表明:相对误差在10%以内,基本达到了实时在线监测瓦斯的目的。     

氧化锌纳米棒/单晶硅的酒精传感器研究

首先采用射频溅射在单晶硅(Si)上制备氧化锌(ZnO)薄膜,作为生长ZnO纳米棒的晶种层,再在水热条件下生长ZnO纳米棒.X射线衍射、X射线能量色散谱,扫描电镜及室温光致发光谱对样品的物相结构、成分、表面微观形貌和晶体缺陷进行了表征.结果表明合成的ZnO纳米棒是六方纤锌矿结构,长径比较高,结晶良好.研究了ZnO纳米棒/单晶Si传感器在空气和酒精气体中的电压-电流(Ⅰ-Ⅴ)特性,阻抗谱及响应-恢复时间.该传感器在+6 V的偏置电压下,其电阻在0.08 g/L酒精气体中下降71%,响应时间小于1 min,可以作为一种新型的酒精气体传感器.     

ZnO纳米棒修饰的QCM气体传感器检测NH_3研究

主要介绍了ZnO纳米棒修饰的石英晶体微天平(QCM)气体传感器的制备与测试。采用两步法在石英晶振片表面制备直径为100 nm的ZnO纳米棒敏感膜,构成QCM NH3传感器。检测系统为自主研发的基于LabVIEW平台的QCM气体传感器频率测试软件。检测NH3的体积分数为5×10-6~50×10-6,响应时间均在10 s以内,最大频差值为10.9 Hz,响应最大频差值与NH3体积分数呈现良好的线性关系。室温条件下,ZnO纳米棒敏感膜可以完全实现吸附解吸过程,具有可逆性。该传感器性能稳定,响应灵敏,具有重复性。     

Y沸石改善SnO2气体传感器性能的研究

为了改善气体传感器的敏感性能,分别采用SnO2外涂Y沸石的涂覆法和Y沸石与SnO2混合法,用Y沸石对SnO2气体传感器进行改性.用X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对混合法制备的Y沸石/SnO2复合材料的结构和表面进行了表征与分析.将这两类敏感元件进行了VOC气体的气敏测试.结果表明,与纯SnO2相比,Y沸石与SnO2直接混合的复合材料提高了对丙酮的响应值,而对其他气体响应值基本不变;涂覆法制备的气敏元件不仅提高对丙酮的响应值,而且减小了对乙醇的响应值,对乙醇起到一定抑制作用.初步分析了Y沸石对SnO2气敏特性改善的机理.     

Stability study of carbon graphite covered quartz crystal

This paper shows the properties and the possibilities of carbon graphite-covered quartz crystal as an organic gas-sensing device. The carbon graphite formed on a side of quartz plate was supported by Pt electrodes. The prepared quartz crystals were heat treated for the enhancement of stability in the temperature range from 100 to 450°C. Impedance analysis of the carbon graphite-covered quartz crystal showed a larger admittance value than that of a lipid coated quartz crystal, which was based on our previous method for detecting gas components. Using the adsorption and desorption responses, the reproducibility and sensitivity are presented for describing the merits of carbon graphite-covered quartz crystal in the detection of organic gas components. The comparison of sensitivity between commercially available alcohol sensor and carbon graphite-covered quartz crystal is provided for a ppm of ethanol injection. These results prove that the carbon graphite-covered quartz crystals are usable as an organic gas sensor and as an analytical device.     

基于Silicate-1型分子筛修饰的QCM类神经毒气传感器

主要研究Silicate-1型纳米分子筛对类神经毒气有机气体甲基磷酸二甲酯(DMMP)的敏感特性,并结合高灵敏度的石英谐振天平(QCM)研制了DMMP气体传感器.采用Silicate-1型纳米分子筛作为敏感膜材料分别对不同浓度的DMMP气体进行检测.QCM传感器随着气体浓度的增加,响应时间增加,气体吸附量增加;当DMM...