静电纺丝法制备In_2O_3纳米纤维及其气敏特性的研究

采用静电纺丝法制备了多级中空结构的In_2O_3纳米纤维,材料的结构、形貌分别通过XRD、SEM等表征手段进行了表征,制成了In_2O_3旁热式气敏元件。采用静态气体测试系统对In_2O_3元件进行了气敏测试。在工作温度350℃时,对0.5 ppm~50 ppm甲醛进行了气敏测试,测试结果表明:静电纺丝制备的In_2O_3气敏元件对甲醛气体具有优异的响应灵敏度,快速的响应、恢复时间和较好的选择性。     

掺杂对甲醛气敏元件气敏特性的改善

纳米材料SnO2对大多数VOC气体具有敏感性.文中以SnO2为基料制作了旁热式甲醛气敏元件,为改善甲醛气敏元件的气敏特性,选择了2%Sb,3%Sb,2%Pd,3%Pd,4种比例的掺杂材料,并以低体积分数甲醛作为测试气体,对SnO2气敏元件的气敏特性进行了测试.结果显示:掺杂2%Pd的气敏元件气敏特性良好.     

气敏元件自动测试系统的设计

介绍了一套气敏元件自动测试系统的设计方案,该系统能够自动控制气敏元件的工作温度、时间及测试气体的流量和浓度,能够自动采集气敏元件的动态响应,并通过测试系统软件实现数据处理与图像分析.改善了系统在数据采集与图像处理方面的不足.     

掺杂对纳米SnO2甲醛敏感性能的影响

为了研发对甲醛有着良好敏感性能的材料,以锡粒和浓硝酸为原料,采用硝酸氧化法制备出前驱体,分别掺杂质量分数为7%的Li,Pb,Sb,Pd,并在600℃下灼烧.通过XRD、TEM等对产物进行表征,采用静态配气法测试其气敏性能.结果表明:SnO2纳米粉体中掺杂Pb元素可显著提高材料对甲醛的灵敏度和选择性,在3V工作电压下对浓度为5ppm(1ppm=10-6)的甲醛气体灵敏度达到24.539,响应时间为4s,恢复时间为5s.     

低功耗烧结气敏元件制备和气敏特性研究

未经掺杂的金属氧化物半导体气敏传感器通常灵敏度很高，但选择性较差。为提高选择性和一致性，设计了一种特殊结构的低功耗SnO2烧结气敏元件的制备方法，测试了SnO2烧结气敏元件的气敏特性。制备的SnO2烧结气敏元件在40mW的加热功率条件下，100ppm的CO气氛中灵敏度达到3，响应时间仅为4s；在180mW的加热功率条件下，对氢和碳氢化合物（如CH4和LPG）敏感。这类低功耗烧结气敏元件选择性和一致性好，有望用于室内煤气泄漏检测等场合。     

三氧化钨的矿气气敏传感器的研究

以钨丝为原料,用气相法制备纳米WO3气敏材料,以WO3为基材,制备了矿气气敏传感器.气敏性能测试表明,在2.5V加热电压下,该法制备出的传感器元件对5000ppm的矿气,灵敏度达2.6.分析后认为制备的材料大小分布呈连续性,晶粒间的体缺陷是增加元件对矿气灵敏度的主要原因.     

Ag-WO_3基传感器对NO_2气敏特性的研究

Ag-WO_3纳米复合材料通过低温溶胶凝胶法(sol-gel)和共渍法成功合成,并且基于该纳米复合材料制备了检测低浓度NO_2气体的旁热式气敏元件。研究了100～300℃的温度范围内该传感器对H_2S、CO、NO_2、C_2H_5OH、CH_3COCH_3的气敏性能。结果表明,质量分数为1.0%Ag-WO_3气敏传感器对10 ppm的NO_2气体展现了最高的灵敏度和选择性。同时对Ag-WO_3气敏传感器探测气体前后的气敏机理进行了讨论和分析。     

Al2O3掺杂ZnO纳米粉体的制备及气敏特性研究

采用sol-gel法制备了w(Al2O3)为2%～4%的Al2O3-ZnO纳米粉体,利用XRD和SEM等测试手段分析了粉体的微观结构.研究了Zn2+浓度、pH值和清洗对粉体制备的影响.采用静态配气法测试了由所制粉体制成的气敏元件对丙酮、乙醇、甲醇等气体的气敏性能.结果表明:用该法得到的粉体材料颗粒粒径小,工作温度为160℃时,由w(Al2O3)为3%的粉体在700℃退火制得的气敏元件对体积分数为40%的丙酮的灵敏度最高可达到7 779,响应-恢复时间均为1S.     

基于MFC自动配气系统设计与仿真

针对气敏元件批量测试系统对高精度、高效率、易操作配气系统的需求,以ARM为核心,配合气体质量流量控制器,利用TDLAS技术及PID动态调节控制方法,设计一种适用于大批量气敏元件测试的配气控制系统。系统硬件和软件采用模块化设计,实现配气气体浓度精确控制。仿真结果显示:该系统随动性、稳定性较好,响应速度快,具有较好的实际应用价值。     

In/Sb掺杂SnO_2纳米薄膜的H_2S气敏特性

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法(Sol-Gel Dip-Coating, SGDC)制备SnO_2纳米晶薄膜气敏传感器.较系统地研究了掺杂量、镀膜层次和热处理温度等制备工艺对薄膜表面形貌、晶粒大小及气敏性能的影响.研究结果表明:铟的最佳掺杂量为4at%,最佳镀膜层数为7层,最佳热处理温度为600 ℃.气敏传感器最佳工作温度为165 ℃,在此工作温度下,薄膜的灵敏度分别为26.3(137 ppm H_2S)和2.5(2.74 ppm H_2S),薄膜的响应恢复时间较短分别为8 s和22 s,对H_2S气体有较好的选择性.     

Pd-MOX(Mn,Mo,Sn)催化剂在电化学甲醛传感器中的应用

文中合成了金属氧化物(Mn₃O₄、MoO₃和SnO)掺杂的Pd基催化剂,研究了其催化甲醛氧化(formaldehyde oxidation reaction,FOR)的能力。结果表明,Pd-Mn₃O₄展示出最高的FOR活性(3.5 mA/cm²),是纯Pd催化剂的2.6倍。以Pd-Mn₃O₄为工作电极敏感材料的甲醛传感器对甲醛的响应是干扰气体的20倍,显示出良好的气体选择性。Pd-Mn₃O₄传感器在甲醛检测方面显示出巨大应用潜力。     

基于555多谐振荡器检测的碳纳米管湿敏传感器

针对使用仪器检测电容型碳纳米管湿度传感器的电容信号不利于传感器的使用与推广问题,提出了一种基于555多谐振荡式电路检测的电容型碳纳米管湿度传感器.首先,分析了传感器工作原理以及检测电路的检测原理,设计并制作了电容型碳纳米管湿度传感器;然后,分别使用仪器及检测电路对传感器进行测试;最后,对传感器响应时间进行了测试与分析....     

采用TGS5042传感器的CO报警器对国家计量标准JJG915的适应性

按照中国计量标准一氧化碳检测报警器检定规程JJG915-1996的评定项目,对日本费加罗公司生产的TGS5042电化学式一氧化碳传感器进行了评价试验.通过对传感器的试验数据处理,计算使用该传感器制作成报警器的性能,从而判断采用TGS5042传感器的一氧化碳报警器对JJG915的适应性.对报警动作值、显示值误差、重复性、响应时间、漂移等试验.结果说明:TGS5042一氧化碳传感器的性能和精度都非常高,可充分满足中国计量标准JJG915的要求.     

Rapid determination of volatile organics using a nanoporous zinc oxide microsphere-coated quartz crystal microbalance

The organic vapor sensing properties of nanoporous ZnO microspheres coated on a quartz crystal microbalance were characterized. The ZnO nanoparticles were aggregated by aqueous synthesis into micrometer diameter spheres. The porous structure of the microspheres provided sufficient surface area for vapor adsorption and diffusion for gas exchange. The reversible response suggests that complete desorption without contamination was achieved. Sensing films on a quartz crystal microbalance (QCM) were characterized using five volatile organic compounds with different functional groups to compare the differences in selectivity between polyisobutylene (PIB) and nanoporous ZnO. The response time for nanoporous ZnO was half the value of the PIB-coated sensor. The results show that nanoporous ZnO microspheres are an alternative that provide selectivity and rapid response for QCM.     

用微生物传感器法测定甲醇的研究

从生产甲醇的工厂周围采集土样,分离筛选出一种以甲醇为唯一碳源和能源的微生物,将其固定化后,与氧电极组合制成甲醇微生物传感器。用组装的实验装置测定了该传感器对甲醇和一些相关物质的响应性能,以及影响响应性能因素的影响情况,确定了实验条件。用本方法和气相色谱法对照测定生产和使用甲醇的车间空气和废水中甲醇含量,其结果具有可比性。     

Laboratory-scale apparatus for the characterization of gas-phase dioxin adsorption

Zeolites are reported as selective adsorbents for the preconcentration of dioxin congeners for emission monitoring at stationary sources. This article involves the development of a laboratory-scale apparatus to characterize gas-phase dioxin adsorption on zeolites and thermal desorption. The laboratory-scale apparatus prepared stable levels of dioxin in a nitrogen flow and in-line adsorption/thermal desorption coupled to a gas chromatograph–mass spectrometer. The apparatus takes into account the low-volatility of the dioxins for their transport in the carrier gas and the possible high temperatures used for zeolite desorption. The apparatus functionalities, such as in-line concentration measurement by a sampling loop and gas chromatograph–mass spectrometer and breakthrough measurement during in-line adsorption, were validated. The generator delivers a stable 2,3-dichlorodibenzo-p-dioxin concentration of 304 ± 6 µg/m³ over 20 days. Two methods, weighing a vial and mass analysis of the sampling loop, were employed for measuring the concentration provided results that were in good agreement. Preliminary gas-phase adsorption experiments have been carried out without any memoryw effects in the valves and transfer lines. The dioxin concentration generated and large diameter of the beads led to low adsorption efficiency of dioxin on FAU13X Na-type zeolites due to a low micropore accessibility.     

基于气体传感器阵列的混合气体定量分析

优选CO和H2气体敏感的半导体气体传感器组成阵列，建立实时数据采集系统，结合BP神经网络模式识别技术，实现了混合气体组分的定量分析。讨论了不同响应时间下的阵列输出值、不同的数据预处理算法及不同的神经网络结构等主要影响因素对网络输出结果的影响。结果表明，采用RRD预处理算法对3min响应时间下的阵列输出值进行处理，再输入到有12个隐层神经元数的3层BP神经网络进行训练，预测的效果最好。该处理模式能较准确地完成CO和H2混合气体组分的定量分析。     

电化学式CO传感器TGS5042对国标GB15322的适应性试验

按照可燃气体报警器的国家标准GB15322中对煤制气报警器的试验项目,对费加罗公司生产的电化学式一氧化碳传感器TGS5042的国标适应性进行了全面的评价.文中提出了如何利用传感器的数据,来获得使用该传感器的报警器的性能参数的计算方法.试验结果表明:已在美国广泛用于一氧化碳家用报警器中的TGS5042传感器,可以满足煤制气用报警器国标的要求,对和传感器有关的11个测试项目的测试结果,全部合格,并且有较大的误差余地.由于TGS5042具有高灵敏度、高选择性以及气体浓度-传感器输出关系的高线性等特点,这就为使用TGS5042传感器开发中国的煤制气用报警器提供了重要的、科学的数据依据.     

A gas sensor made from a graphite paper with a nanotube film

A technique for obtaining gas sensor samples from graphite paper with a nanotube film is described. Current-induced annealing of the graphite paper and additional evaporation of a nanotube graphite film in a hydrogen atmosphere are combined in the developed technique. The current?voltage characteristics of the samples have been measured at room temperature in air, in vacuum, and at low concentrations of NH₃, ethanol, and acetone. Experiments demonstrate that these samples containing carbon multiwall nanotubes can be used as a gas sensor to detect the presence of NH₃ and acetone. They are characterized by high sensitivity and selectivity, fast response, restoration, and stability of the characteristics. The estimated sensor sensitivities to NH₃, acetone, and ethanol at a current of 96.8 mA are ~15, ~12, and ~1 mV/Torr, respectively. Their sensitivity is determined by the difference in the behavior of their current?voltage characteristics under exposure to NH₃, ethanol, and acetone. The sensor features fast response (5–20 s) and restoration (within 5 min, restoration to the initial state before the exposure to NH₃ is 100.2%), as well as the stability of its characteristics (the pressure ranges from 1 × 10^–6 to 760 Torr).     

多种分层纳米氧化锌传感器C2H2检测特性研究

乙炔(C2H2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障。气体传感器是在线监测油中溶解气体的核心。提出一种不同形貌结构的分层氧化锌(Zn O)纳米传感器,基于实验室平台研究其对变压器油中溶解气体C2H2的检测特性及气敏机理。结果表明:由于比表面积的提高,花状Zn O纳米传感器比棒状和颗粒状Zn O纳米传感器表现出更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能C2H2Zn O传感器的研究提供了的新思路。