氧化铜对碳纤维生长的影响

氧化铜对乙炔的聚合生长表现出较高的催化活性。利用弱碱NH_3·H_2O沉淀Cu(Ac)_2,将所得的Cu-(OH)_2真空加热到350℃后通入乙炔气体进行碳纤维的催化生长。再把等量的Cu(OH)_2放入管式炉中,在氢气气氛中升温到350℃后通入乙炔气体催化生长碳纤维。对所得的样品进行SEM、XRD等表征分析。结果表明,无论是铜粒子还是氧化铜都能够催化生长直线型碳纤维,氢气对催化剂的预还原处理能够提高纤维的纯度,纤维的产量受温度影响,并在350℃时达到最大值;温度过高,纤维的产量降低。     

聚吡咯修饰的ZSM-5型分子筛在乙炔氢氯化反应中的催化性能

合成了聚吡咯修饰的ZSM-5型分子筛(PPy-ZSM-5)材料,并通过傅里叶红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、比表面积测试法(BET)确认了材料的结构特征和表面形貌,证明聚吡咯被成功的修饰在ZSM-5上。将PPy-ZSM-5作为载体制备了1%AuCl_3/PPy-ZSM-5催化剂应用于乙炔氢氯化反应,通过筛选,表现最优的是催化材料1%AuCl3/8PPy-ZSM-1 000,在体积空速180h-1的条件下,乙炔的转化率达到99%。实验结果表明,PPy的存在提高了分子筛表面导电性,提高了载体对HCl的吸附能力从而抑制了反应过程中Au3+被还原成Au0、金颗粒的团聚以及催化剂的积碳,明显的提高了催化剂的催化表现。     

利用MEMS技术的乙炔传感器研究

利用MEMS技术将化学生长的Al2O3模板加工成传感器的微悬梁结构,并将其应用于催化燃烧式气体传感器的基底。采用平面薄膜工艺制作出铂薄膜电阻器,涂敷Al2O3-SnO2-Ti02-Pd和Al2O3-SnO2-Ti02-Pt,形成催化敏感桥臂和温湿度补偿桥臂,从而制作出乙炔传感器。测试结果表明:传感器可实现乙炔浓度为0～15000×10-6的检测,具有线性输出特性,同时对乙炔传感器的长期稳定性进行了研究。     

纳米颗粒对葡萄糖生物传感器性能影响的研究

制备了纳米金颗粒和纳米铜颗粒，分别用以修饰葡萄糖生物传感器，并选用丝网印刷金电极测试研究了纳米颗粒对葡萄糖生物传感器性能的影响。结果表明：纳米铜颗粒不能增强葡萄糖生物传感器的响应电流，并且延长了其响应时间；纳米金颗粒增强了葡萄糖生物传感器的响应电流，缩短了其响应时间，提高了其抗干扰性，但不能拓宽其检测的线性范围，并且响应电流受工作电压的影响较大；随着工作电压的下降，响应电流迅速下降，与未修饰葡萄糖生物传感器响应电流下降趋势一致。     

血红蛋白在碳纳米管/离子液体/纳米金修饰电极上的电化学特性及对过氧化氢的电催化分析

用碳纳米管/离子液体/纳米金修饰电极,构建了一种用于固定血红蛋白的新型复合材料,并对其形貌和电化学行为进行了表征。紫外光谱分析表明,血红蛋白在该复合膜内能很好地保持其原有的二级结构。采用循环伏安法和计时电流法对生物传感器的性能进行了研究。讨论了多壁碳纳米管(MWCNTs)用量、氯金酸浓度、电沉积时间对电极响应的影响,结果表明传感器对H2O2表现出良好的电催化性能。     

基于ZIF8/rGO的高性能NO2室温传感器

二氧化氮气体是一种常见的大气污染物, 对自然环境和人类健康造成严重的危害, 开发检测该类有毒有害气体的高效检测设备势在必行。新型复合薄膜气体传感器可以在常温下对二氧化氮进行高选择性、高灵敏度检测, 为自然环境和人类健康保驾护航。本工作采用化学沉淀法和超声法制备了多孔、高比表面积的ZIF8/还原氧化石墨烯(ZIF8/rGO)复合材料, 以此为气敏材料构建NO₂传感器, 并系统研究了其在室温下对NO₂的气敏性能, 进一步探讨了ZIF8/rGO气敏传感器感应NO₂的可能机理。气敏实验结果表明：ZIF8/rGO气敏传感器对50×10^-6 NO₂的响应达到34.77%, 是纯rGO气敏传感器的3.2倍。ZIF8/rGO传感器在4个可逆循环测试中表现出较好的可重复性, RSD(Relative Standard Deviation)为3.9%。此外, ZIF8/rGO传感器表现出优秀的长期稳定性(RSD为2.5%)、选择性和低的检出限(3.8×10^-8)。室温下灵敏感应NO₂的气敏性能主要归因于ZIF8的多孔结构和超大的比表面积以及rGO的优越性能。本工作将为ZIF8/rGO作为气敏材料检测有毒有害的NO₂气体提供新思路。     

多壁碳纳米管/α-六噻吩双层OTFT气体传感器的制备及特性分析

以多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)和α-六噻吩(α-sexithiophene,α-6T)双层膜作为有源层,二氧化硅(SiO2)为绝缘层,钛/金(Ti/Au)作为电极,制备了沟道宽长比为640的有机薄膜晶体管(organic thin-film transistors,OTFT)气体传感器。测试了该传感器对痕量二氧化氮(NO2)气体的实时响应特性,并分析了NO2气体对OTFT传感器阈值电压、载流子迁移率等多参数的影响。研究结果表明,基于MWCNTs/α-6T的OTFT器件有较好的电学特性,载流子迁移率为3.0×10-2cm2/V·s;OTFT传感器对NO2气体具有较高的响应率,响应和恢复时间短,能检测(0.2~1)×10-6的痕量NO2气体,且具有良好的重复性;同时可以利用阈值电压和载流子迁移率等多参数来表征响应结果。形貌分析结果表明双层敏感膜的特殊形貌有利于提高器件的气敏性能。     

氧化镍薄膜气体传感器性能提升

本文的目的在于优化甲醛气体传感器.微型甲醛气体传感器设计是以石英玻璃当作基材,白金(Pt)被当作微型加热器电阻来加热感测层,并以氧化镍(NiO)薄膜作为感测层.当环境内有甲醛气体存在时,NiO薄膜层上导电度会增加,因而导致感测层电阻值降低.此微传感器,膜厚为0.34μm,在300℃反应时间只需6秒,灵敏度可达13.5 kΩ/ppb,最低侦测限度可以量测到40 ppb. 而本研究中针对不同的甲醛气体浓度,分别添加金当其催化剂、玻璃基材上共溅镀氧化镍与氧化铝、并比较有无指叉电极、改变基材温度…等,以提升其氧化镍薄膜感测性能.     

前列腺特异性抗体电化学免疫传感器的研制

利用自组装的方法在金电极上制得巯基丁二胺铜(Ⅱ)/纳米金胶/前列腺特异性抗体(抗PSA)免疫修饰电极。用该修饰电极对PSA进行检测,发现其循环伏安图的氧化还原峰电流都随PSA浓度的增高而降低,峰电位没有变化。其最佳实验条件包括:pH5.2的0.1mol/L磷酸盐缓冲液作为底液,以及用示差脉冲方式进行定量测定。结果显示:该传感器的氧化峰电流减少值与PSA浓度在0.005-0.48μg/mL范围内成线性关系,检测下限为2ng/mL.在40 ng/mLPSA浓度下八次测量相对标准偏差为2.9%,该免疫传感器的稳定性和抗干扰性都较好。对血清中的PSA进行检测,获得满意的结果。     

氧化钨基半导体气体传感器的研究进展

近年来,氧化钨(WO_3)基半导体气体传感器由于可用来检测低浓度二氧化氮、二氧化硫、臭氧和氨气等气体而受到广泛关注。将WO_3基材料分为4类:纯WO_3材料、氧化物-WO_3复合材料、贵金属-WO_3复合材料和有机物-WO_3复合材料,总结近年来中外文献中WO_3基材料对不同气体的响应性能,展现近年来国内外WO_3基半导体气体传感器的研究进展。最后根据已有的工作进展,提出合成新型纳米材料、降低工作温度、提高传感器选择性应成为WO_3基半导体气体传感器下一阶段的研究重点。     

MEMS氢气传感器气体冲击试验研究

气体传感器主要应用于可燃气体、有毒有害气体的检测，随着传感器制造工艺的发展以及气敏材料的优化，传感器的特点趋向于低功耗、高灵敏度和小尺寸方向。对传感器性能检测也逐渐提高了要求，文章主要采用动态配气与电磁阀结合，基于GB/T 34004—2017 《家用和小型餐饮厨房用燃气报警器及传感器》标准和美国汽车工程师协会的SAE—J3089 《氢燃料电池汽车信息技术报告-车载氢传感器特性》标准中的气体冲击试验，搭建了气体冲击试验装置，研究气体冲击试验对MEMS氢气传感器可靠性能(寿命)的影响。     

基于钽酸锂晶体薄片的红外探测器设计及应用

通过减薄、键合、抛光等技术加工成厚度达到10μm左右的超薄晶片,然后通过蒸金、黑化等处理技术将其制备成红外敏感元件.根据红外光谱吸收原理,为提高分辨率和选择性吸收性能,在敏感元件前段集成了窄带滤光片.制备的敏感元件与选用的窄带滤光片,以及CMOS放大器与电阻和电容各一个都被封装和集成在一个TO-18型管壳内,最终被设计加工成为单一通道的红外探测器,其滤光片可根据要求的波带范围进行更换.利用两个吸收波长分别为(3 310±90)nm和(3 910±60)nm的单元探测器,设计并制作了一个微型气体传感器.该气体传感器能实现检测一些烃类气体,文中对乙烯气体进行了实验测试,并进行了实验数据分析.分析结果表明:这种气体传感器具备较好的检测气体浓度的能力,能检测的最大量程为30 000×10-6,达到分辨100×10-6的检测能力,且具有较好的重复性.     

CuO-NSG的制备及其在非酶葡萄糖传感器中的应用

采用氮和硫共掺杂石墨烯(NSG)作为固定CuO纳米颗粒的新型载体材料,并将获得的CuO-NSG作为电催化葡萄糖氧化(EGO)的催化剂应用于非酶葡萄糖传感器,解决EGO催化剂的稀缺性和高成本性。结果表明,NSG赋予CuO-NSG大的表面积,且NSG和CuO之间存在强界面耦合。由于NSG的显著效果和NSG与CuO的协同效应,CuO-NSG显示出比CuO和CuO-还原氧化石墨烯(RGO)更高的EGO活性。基于CuO-NSG的传感器显示出优异的葡萄糖感测性能,表现出1722μA·mmol·L~(-1)·cm~(-2)的高灵敏度和0.07μmmol·L~(-1)的低检测限及在实际样品分析中的选择性、再现性、稳定性和可行性的良好检测性能。     

冷壁装置化学气相沉积制备纳米碳管

采用冷壁装置化学气相沉积(CVD)制备纳米碳管,以乙炔(C2H2)为碳源气体,研究了2种催化剂(镍、铁)、3种基底、3种稀释气体、3种稀释气体和碳源气体流量比以及温度对CVD法生长纳米碳管的影响,用SEM和TEM分析了产物的形貌.结果表明,镍催化活性高于铁的催化活性.与石墨和纯铁基底相比,以单晶硅基底生长的纳米碳管纯度更高,管壁更干净.3种稀释气体和碳源气体流量比(2/1、10/1、19/1)中,以流量比为10/1时生长纳米碳管效果最好.3种稀释气体(氨气、氢气、氮气)中,以氨气最好.随着生长温度的升高,催化剂的活性提高,有利于碳的有序排列,但生长的碳纳米管直径增大.当基底为单晶硅、催化剂镍膜厚度为20nm、氨气气氛、生长温度为850℃时,得到了近似定向生长的纳米碳管.     

纳米金颗粒修饰的掺硼金刚石薄膜电极对三价砷离子的定量检测

采用静电力诱导自组装的方法将纳米金颗粒自组装到掺硼金刚石薄膜(BDD)电极表面,采用扫描电子显微镜和X射线光电能谱仪对其表面进行表征。对自组装在BDD电极表面的纳米金颗粒进行种子生长,并用于检测BDD电极之前无法检测的As~(3+)。采用溶出伏安法分别研究了富集时间、富集电位以及电解质溶液对As~(3+)检测的影响,选择出合适的检测参数完成对As~(3+)的定量检测。在盐酸为电解质的条件下,As~(3+)的浓度在小于3×10-6g/L时,As~(3+)的浓度与氧化峰电流表现出良好的线性关系,且最低检测限为0.3×10-6g/L。     

纳米金催化剂Au/ZnAl-LDHs的制备及在CO常温氧化反应中的活性及稳定性

以人工合成的双羟基金属氢氧化物ZnAl-LDHs为载体,将预先制备的金溶胶通过静电吸附的方式负载到载体上,获得了纳米金催化剂Au/ZnAl-LDHs,用X射线粉末衍射(XRD)表征了催化剂的物相,用透射电镜(TEM)观察了纳米金颗粒的粒径分布,以CO的常温催化氧化为模型反应,分别考察了金溶胶制备过程中金前体HAuCl4·6H2O的浓度和还原剂THPC的用量、负载过程的pH值以及金的负载量等因素对金催化剂的活性和稳定性的影响。结果表明:在制备金溶胶的过程中,降低HAuCl4·6H2O的浓度并提高还原剂THPC的用量,可以制备出粒径分布处于1~7nm之间、平均粒径仅3.87nm的负载型纳米金颗粒,其对CO的常温转化率为100%,且其催化活性的稳定性明显提高;而在金溶胶的吸附负载过程中,使体系的pH值处于6~7的范围,有利于金溶胶在ZnAl-LDHs载体上的吸附负载,从而得到实际负载量更接近理论负载量的金催化剂样品,当金的实际负载量接近1%(质量分数)时,能够确保对CO的常温氧化转化率达到100%。     

LaCl_3改性Nieuwland催化剂催化乙炔二聚反应

乙炔二聚反应制备乙烯基乙炔(MVA)是氯丁橡胶合成工艺中的重要过程。传统的乙炔二聚反应因Nieuwland催化体系与MVA形成的配合物的活性高,会进一步与乙炔反应形成二乙烯基乙炔(DVA),甚至高聚物。控制Nieuwland催化剂的活性,减少DVA和高聚物的产生,提高反应选择性,可实现节能减排。加入La Cl 3以改善Nieuwland催化剂活性,调控乙炔二聚的催化行为。实验结果表明,La Cl 3-Nieuwland催化剂可抑制DVA的产生,减少DVA与乙炔继续反应形成高聚物,可提高MVA的选择性。在反应温度80℃下,MVA/DVA值从6左右提高至19,MVA选择性由80%提高至95%,高聚物的生成量大幅度减少。La Cl 3-Nieuwland催化剂具有良好的低温反应活性,60℃时,反应产物气相中MVA的体积分数达到10%。计算结果表明,传统Nieuwland催化剂存在下,MVA-乙炔反应生成DVA能垒较乙炔二聚形成MVA高379.8 k J·mol-1。而La Cl 3-Nieuwland催化剂存在下,MVA-乙炔反应生成DVA能垒较乙炔二聚形成MVA高686.07 k J·mol-1。La Cl 3-Nieuwland催化体系可强化乙炔二聚形成MVA。     

接触燃烧式气敏传感器的研制

介绍一种催化剂的制造方法,该催化剂对甲烷气体氧化活性高.新开发的气敏元件和温度补偿元件输出高,显著提高了接触燃烧式气敏传感器对甲烷气体的灵敏度,使之更安全、更可靠.     

金催化剂的制备及应用研究进展

本文综述了负载金催化剂在制备与应用方面研究的进展。讨论了负载纳米金催化剂活性的主要影响因素（制备方法、载体的选择、焙烧温度和预处理条件）,详细地评述了负载金催化剂在化学工业和环境保护方面中应用的研究进展。本文涉及金催化剂在cO选择性氧化、乙炔氢氯化、水煤气变换反应、CO低温（常温）氧化、氮氧化物的还原催化应用。     

Au/Fe_2O_3-MO_x催化剂在气体纯化中的应用研究

电子产业对所使用的气体纯度要求越来越高,气体的纯化工艺变得尤为重要。文中引入了第五周期过渡金属、稀土金属,并考察这些助剂对Au/Fe2O3催化剂性能的影响规律,以期筛选出具有高活性和高稳定性的CO氧化负载型纳米Au/Fe2O3-MOx催化剂,为负载型纳米金催化剂在高纯气体生产领域的应用奠定良好的基础。