二氧化碳薄膜微电极器件的制作 及其特性研究

提出一种用微细加工技术构制的二氧化碳薄膜微电极器件。这类器件具有常规微电极所特有的全部优点，而且结构紧凑，便于集成化。用作电流型二氧化碳气敏器件，在室温下有良好的工作特性：响应电流在整个ＣＯ２浓度范围内呈线性，并通过原点；９０％响应时间约３０ｓ；连续工作６ｈ性能稳定，重现性好。     

固定化碳酸酐酶膜对CO2气敏电极的影响

广泛用于生物传感器内电极的 CO_2气敏电极,在其 CO_2气透膜的两边固定上碳酸酐酶后可以缩短电极的响应时问,而对电极的其它性能没有影响,同时还能扩大某些以 CO_2气敏电极为内电极的生物传感器的线性响应范围。     

氧气对NOx传感器气敏特性的影响

实验采用丝网印刷技术制作了以钇稳定氧化锆固体电解质(YSZ)为固体电解质、NiO为敏感电极和Pt为参考电极的混合电位型NOx传感器,并在高温(450～750 ℃)含NO和O2气氛中测试其气敏性能.测试结果显示该传感器在450～500 ℃和550～750 ℃时分别表现为电势幅值随温度升高而减小的正电势和负电势;同一NO浓度下,电势和半圆弧型阻抗谱只是随着O2含量在一定范围内的增大而分别增大和缩小.考虑到O2会把NO氧化成NO2,同时结合对传感器的理化性能、响应电势和阻抗谱及工作机理的的分析,研究了O2对NOx传感器气敏性能的影响.     

硅橡胶膜氨气敏微电极的新研究

生理溶液内氨的浓度常用氨空气隙微电极测定,其检测机理是:氨扩散通过空气隙进入电极尖端内,使局部范围内溶液的pH发生变化。我们设计了一种新的、易于制作的氨气敏微电极,其尖端直径为2—5μm,适合于细胞內记录用。该电极利用硅橡胶憎水膜代替空气隙,并用中性载体离子交换剂作内pH敏感电极,在铵浓度2.0×10~(-4)～2.0×10~(-2)范围内具有良好的线性响应,其斜率为76—80mV/10倍,检测限为10~(-4)M。当测定溶液中铵的总浓度为10~(-3)M时,电极的动力学响应时间为2—3分钟。电极的寿命在一周以上。细胞水平的生物、医学电化学研究对氨微电极的研制及应用显示了日益增长的兴趣与要求。C.P.Pui及G.A.雷克尼兹等研制了第一支氨空气隙气敏微电极。该微电极用pH玻璃电极为内敏感电极,需由四支玻璃微电极管套迭而成,因此,要求难度极大的组装及封接技术。电极的寿命只有一、二天。最近,J.P约瑟夫对上述氨微电极进行了改进性的研究。他使用锑pH微电极为内pH敏感电极,使氨空气隙气敏微电极的寿命增长至一周,组成电极的玻璃管减少成3支,但该电极仍不可避免难度极大的尖端封接过程,因此,电极的实际应用仍然受到限制。本文介绍一种结构简单、制作较为方便、以硅橡胶为憎水膜、中性载体离子交换剂pH微电极为内敏感电极的氨气敏膜微电极。     

氯化铜掺杂的多壁碳纳米管对甲醛的气敏响应研究

按照一定的质量比将CuCl2与多壁碳纳米管悬浊液超声掺杂.将纯的多壁碳纳米管悬浊液和掺杂后的碳管悬浊液分别旋涂在真空溅射的叉指金电极上,干燥后作为气敏膜.分别检测两组气敏膜暴露于甲醛气体前后的电流变化,并计算其灵敏度.掺杂后的多壁碳管气敏膜的灵敏度显著提高,且响应与恢复时间均明显缩短;室温下该传感器的响应非常稳定.CuCl2掺杂所导致的多壁碳管结构缺陷的增加可能是提高掺杂后碳管气敏响应的重要因素.     

气体薄层电极型多组份电化学 气体敏感器件的研究

本工作提出和发展了气体薄层电极(GTLE)型多组份电化学气体敏感器件。根据GTLE的整体电解工作原理,电极气孔中每一组份耗尽电解所需的电量,可以从选定条件下测得的伏安图上反应电流峰的,峰面积(扣除背景)积分得到。实验研究了氧和氧化亚氮混合气体(一种气体麻醉剂)在这类器件上的双组份气敏响应过程。结果表明,被测组份在0—100％整个浓度范围内皆有满意的线性响应关系,其主要优点是:结构简单,采择速度快(<5s),温度系数低(-0.1～-0.3％/℃),检测灵敏度高和稳定性好。     

用于实时、动态检测多组分气体的多传感器技术与电化学传感器系统

依据待测多组分气体交叉反应的动力学特性和暂态电化学原理,融合计算机控制的快速电势调制方法,提出并建立了基于单个气敏微电极的多传感器技术,构建了一类新的电化学多组分气体传感器系统.该系统既保持了电化学传感器的优点,又具备信息采集和处理的能力,成功地将单个气敏电极对多组分气体交叉敏感的致命缺陷转化为快速同时检测多组分混合气体的动力学条件加以利用,用单个气敏元件(电极)实施多组分气体的实时、动态检测.本文还就传感器系统的暂态电化学响应机制、检测精度、测量速度和连续检测的长期稳定性作了讨论.     

基于多壁纳米碳管的传感器对甲苯的气敏性研究

传感器的基底为Al2O3,上面真空溅射了叉指金电极,在电极之间涂布微量多壁纳米碳管悬浊液,干燥后作为气敏膜.室温下测试电极暴露于甲苯气体前后的电阻变化,发现吸附了甲苯后电极的导电能力下降,且下降的幅度与被测甲苯浓度有良好的线性关系.该实验结果预示着多壁纳米碳管是一种良好的室温下检测甲苯的敏感材料.对该气敏响应的产生机理本文进行了一些初步的探讨.     

敏感电极厚度对NO_X传感器特性影响规律的研究

为快速准确地检测柴油机NOX排放值,提出了以NiO为敏感电极、YSZ为固体电解质的混合电位型NOX传感器。通过分析NOX传感器的气敏、温度、阻抗和响应等特性曲线的变化规律,得到了NOX传感器敏感电极厚度的最佳参数。试验结果表明,优化后的NOX传感器能够满足柴油机选择性催化还原(SCR)系统在线实时检测要求。     

多参数血液分析型生物传感器的研究

研制了一种基于叉指阵列(interdigital array ;IDA)薄膜电极的血液分析型医用多参量测量的生物传感器.利用光刻等微加工技术在玻璃基底上制备四个IDA微金电极,电极薄膜以铬为粘附层,金膜厚250nm,finger电极宽和间距均为10μm.工作区中的微电极上分别固定上不同的酶,通过检测"发生-收集"模式下的IDA微电极上生化反应所产生的微电流分别测试血液中血糖,胆固醇,酮体和乳酸浓度.