臭氧处理对石墨烯基NO_2气体传感器气敏性影响

通过臭氧处理制备了一种简单、高效、可重复使用的单层石墨烯基NO2气体传感器,并研究了纯的和经过臭氧处理的NO2气体传感器的响应特性和恢复特性。实验表明:经臭氧处理75s后的石墨烯基气体传感器对10×10-6NO2响应度可达到30%以上,是未经臭氧处理的石墨烯基气体传感器的2.8倍,且其响应的最低体积分数达150×10-9,低于世界卫生组织(WHO)空气质量标准(200×10-9,1h平均值)。     

掺杂三乙醇胺铜配合物的PVA复合薄膜/K+交换玻璃光波导器件检测SO2气体

三乙醇胺酮配合物气敏性研究发现,该配合物与二氧化硫气体作用时透光率发生变化。以此结果为依据在K 交换玻璃光波导表面固定三乙醇胺铜配合物掺杂的聚乙烯醇复合薄膜,研制出了二氧化硫气体传感元件,并在光波导传感检测系统中测定其传感特性。实验结果表明,本传感元件对低浓度(500×10-9～15×10-6)二氧化硫气体有良好的线性快速可逆响应,低浓度氯化氢、硫化氢、二氧化氮、氨气以及挥发性有机物蒸汽对二氧化硫气体的检测没有干扰,具有灵敏度和选择性高、可逆性好,结构简单和易制作等特点。     

HTCC电化学H_2S传感器制备及其性能分析

采用高温共烧陶瓷(HTCC)工艺技术,设计并制备了电化学气体传感器,该传感器具有结构简单、尺寸小、重量轻等特点。运用电化学工作站对传感器的响应特性进行分析,结果显示:所测电化学气体传感器对H_2S气体响应良好,在H_2S传感器的量程范围(0～100)×10~(-6)内,传感器的响应输出值与H_2S气体体积分数呈现良好的线性关系,线性相关参数0. 997 55,精度优于±1. 5%FS,传感器对气体的响应速度较快,响应时间τ_(90)不大于10 s。通过匹配不同离子液体可实现不同种类气体的检测。此外,HTCC工艺成熟,可实现传感器的批量化制备。     

基于MEMS工艺的NO2气体传感器研制

设计了一种基于微机电系统(MEMS)工艺的以氧化钨(WO3)为敏感材料的微结构气体传感器,并从半导体理论解释了WO3对二氧化氮(NO2)的敏感机理.气体传感器芯片尺寸为1.3mm ×1.3mm,微热板的有效面积为0.4mm ×0.4 mm.实验结果表明:设计的气体传感器对NO2气体表现出良好的响应,在最佳工作温度下(140℃)功耗为23 mW,最低检测限达50×10-9,响应时间为60 s,恢复时间为180 s.     

光谱吸收硫化氢气体浓度传感器

提出一种基于红外吸收光谱测量法检测硫化氢气体浓度的方法。分析了硫化氢气体近红外光谱吸收特性,为消除光源不稳定及光电器件的热零点漂移、零点漂移对测量准确度的影响,基于差分吸收检测法设计了硫化氢气体浓度传感器,对硫化氢气体浓度检测进行了实验研究,实验表明该传感器的测量灵敏度可达10-5(10ppm)。     

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.     

一种AlN基陶瓷微热板NO2气体传感器研究

针对传统硅基微热板半导体气体传感器存在的热稳定性差,工艺复杂等难点,采用良好热导特性的AlN陶瓷为衬底,利用柔性机械剥离工艺和半导体材料In2O3/Nb2O5/Pt厚膜工艺制备了NO2微热板气体传感器.传感器中间加热区周围采用热隔离结构设计,降低了加热区温度分布梯度,提高了温度效率.利用ANSYS有限元工具进行了热结构仿真分析和响应测试分析,验证了热隔离结构设计的合理性.气敏测试分析表明,传感器在不同加热功率条件下,对5×10-6~100×10-6的NO2气体都具有良好的气敏响应特性,经对比分析,在功率150 mW~200 mW时稳定性最佳,且响应速率小于60 s,恢复时间在100 s左右,可实现5×10-6~100×10-6浓度的NO2气体良好检测功能.     

基于DNA-Hb修饰的聚合二氧化锆/金电极过氧化氢生物传感器的研究

以聚合二氧化锆(ZrO2)薄膜修饰的金电极为基底,通过在二氧化锆修饰电极表面滴涂DNA和血红蛋白(Hb)溶液制备了性能优良的DNA-Hb/ZrO2/Au过氧化氢传感器.该传感器对H2O2的还原显示出较好的电催化响应,固定在电极表面的Hb在0.1 mol/L(pH5.0)PBS中对过氧化氢响应灵敏度高,检测范围宽(1.7×10-7～3.0×10-3～mol/L),检测下限低(8.0×10-8～tool/L),并且表现出良好的热稳定性和高选择性.     

MWCNT-WO3薄膜双声路SAW NO2气体传感器

以金属钨粉,H2O2,CH3OH和多壁碳纳米管(MWCNT)为原料,在双声路声表面波(SAW)器件的测量声路上制作了MWCNT-WO3薄膜,提出并实现了一种MWCNT-WO3薄膜双声路SAW NO2气体传感器。由于MWCNT和WO3对NO2气体都有敏感作用,而且碳纳米管的毛细作用、以及MWCNT的加入都增加了气体的接触面积,提高了NO2气体的吸附和敏感作用。同时,SAW器件的双声路结构消除了由于外界测量条件改变引起的测量误差,也进一步提高了传感器的可靠性和准确性。实验结果表明,该传感器对各种浓度的NO2气体具有好的响应特性,在31.2×10-9到20×10-6范围内,传感器的响应灵敏度为9.8kHz/1×10-6,比单一MWCNT或WO3薄膜对NO2气体具有更好的灵敏度和线性特性。     

基于硼掺杂金刚石电极的酚生物传感器的研究

该文研究了以硼掺杂金刚石为基底电极的酪氨酸酶传感器.该酶传感器对酚的催化作用强于以玻碳为基底电极的酪氨酸酶传感器.在浓度为1.0×10-8～1.0×10-5mol/L的范围内传感器对邻苯二酚的响应具有良好的线性关系,检测下限为5.2×10-9mol/L.酶电极的Michaelis-Metent常数(Kapp m)为33.65μmol/L.酶电极对苯酚和对甲苯酚也有良好的响应,线性范围分别为:5.0×10-8～2.0×10-5mol/L、5.0×10-8～5.0×10-6 mol/L.酶传感器有较好的稳定性和重现性.     

一种测定氨基酸的新型光纤传感器

设计和合成了一种生色液晶冠醚化合物，并利用此化合物研制了一种新型光纤化学传感器。其目的在于通过仿生设计，实现传感所必须的分子识别、信号产生、信号输出（膜组装）的系统功能。该光纤化学传感器对氨基酸类化合物具有良好的选择性响应。利用波长（颜色）变化分光光度测定苯丙氨酸，其响应范围为１×１０－５～１×１０－４ｍｏｌ．Ｌ－１，检测下限为１×１０－５ｍｏｌ．Ｌ－１。     

TAA薄膜NO_2气敏元件的特性研究

用真空升华方法制作了ＴＡＡ薄膜ＮＯ２气敏元件，并研究了其室温条件下的响应特性．结果表明：该元件在室温下对ＮＯ２具有较高的灵敏度，可检测空气中含１×１０（－６）的ＮＯ２气体．该元件在１．７×１０（－６）～１７×１０（－６）浓度范围内对ＮＯ２呈线性响应，响应时间在３０ｓ内，恢复时间为几分钟的数量级。     

Pt/Ni—氧化石墨烯修饰电极用于莱克多巴胺测定

将石墨烯作为基底材料修饰到玻碳电极上,并在其表面沉积Pt/Ni二元金属制得定量检测莱克多巴胺的电化学传感器。探讨了石墨烯表面金属合金沉积时间和样品富集时间等条件对传感器性能的影响。在最优条件下,测定莱克多巴胺的浓度线性范围为1.98×10-7～2.67×10-4mol/L,其检测限为6.66×10-8mol/L。实验结果表明:该传感器灵敏度高、稳定性好。     

用铂膜栅场效应管检测磷烷

对氢气、硫化氢和氨等的检测通常使用钯膜栅场效应管。介绍一种新型铂膜栅场效应管传感器,它可以检测低浓度的磷烷,其机理与钯膜栅场效应管检测氢气不完全相同。还研究了温度对检测磷烷的影响,测定了不同浓度磷烷下铂膜栅场效应管的功函数值。当磷烷浓度在10~(-6)～1.5×10~(-5)范围内,信号与磷烷浓度的对数呈线性。     

基于金属有机框架化合物修饰的QCM湿度传感器

提出一种基于自行合成的钴金属框架化合物Co2(oda)2(4,4’-bipy)修饰的石英晶体微天平(QCM)的新型湿度传感器,研究了其制备条件、不同溶剂和不同修饰量对传感器性能的影响。实验结果表明:水在1.2×10-6～20×10-6范围内与频率变化量呈良好的线性关系,其相关系数为0.99903,检测灵敏度可达到87.40 Hz/10-6,检测限为0.16×10-6(信噪比为3∶1)。将此传感器在实际环境中对11%～95%RH进行了检测,结果显示频率对数变化logΔf与%RH呈良好的线性关系,其线性方程为logΔf=1.414 2+0.018 18%RH,R=0.999 65。该湿度传感器具有制备简单、体积小、选择性好、灵敏度高、稳定性好等特点,为湿度检测提供了一个新的方法。     

采用BaCO_3—Li_2CO_3作电极的固体电解质CO_2传感器

采用NASICON(Na离子导体)与BaCO_3-Li_2CO_3电极相结合的方式,使新型CO_2传感器得到发展。据观察,其响应时间以及抗水湿性能都有了提高。对于CO_2浓度在1×10~(-4)～0.5这样宽的范围内,500℃时测得的电动势与能斯特方程符合的很好。该元件几乎不受共存的H_2S(10~(-4)),NO_2(10~(-4)),CO(10~(-4)),SO_2(10~(-4)),C_2H_5OH(10~(-4))、CH_4(5×10~(-3))以及NH_3(2×10~(-3))的影响。     

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。     

基于纳米银修饰电极的电位型铬（Ⅵ）传感器研究

纳米银修饰过的石墨电极在铬酸盐溶液中活化处理后,可制成一种新型的电位型铬传感器。将该传感器用于铬（Ⅵ）的测定,实验结果表明：此传感器对铬（Ⅵ）具有灵敏的电位响应,其线性范围较宽,为1．0×10^-7～1．0×10^-2mol·L^-1,检出限为4×10^-8mol·L^-1。应用于水样中铬（Ⅵ）的测定,结果符合分析要求。     

基于光纤传感技术的金属线胀系数非接触测量

针对传统金属线胀系数测试方法存在的缺陷,介绍一种新颖的金属线胀系数实时非接触测量方法。该方法是利用反射式光纤位移传感器输出特性曲线的线性区实现微位移测量的原理,从而实现对金属线胀系数的测量,实验给出了测试结果:黄铜棒的线胀系数为 18. 81×10-6 /℃,铁棒的线胀系数为11. 69×10-6 /℃。该方法无论是操作过程还是测量精度都优于传统测量方法。