Pr6O11/SnO2复合材料的制备及对异丙醇气敏特性的研究

通过水热法和退火处理制备了不同Pr浓度(0%,1%,2%,4%)的Pr6O11/SnO2复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等方法对制备材料的物相结构、微观形貌和元素组成进行了表征,并制成旁热式气敏元件,对异丙醇气体进行气敏测试。实验结果表明,基于2%样品的Pr6O11/SnO2气体传感器的气敏性能最佳,在最佳工作温度200℃下对100×10^-6异丙醇气体响应达到16.2,是纯相SnO2传感器响应的2.3倍。最后,对基于Pr6O11/SnO2复合材料气体传感器的气敏机理进行了分析讨论。     

基于Al掺杂ZnO的丙酮气敏传感器以及紫外光激发对其气敏性能的影响

采用溶胶凝胶法制备的Al掺杂ZnO纳米粉末（AZO）。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征样品的晶体结构和表面形貌。采用浸渍提拉法将该样品制成旁热式气体传感器,检测其对不同气体的响应恢复特性。结果表明：Al掺杂ZnO表面粗糙,Al的掺杂能够抑制ZnO晶粒增长。当工作温度为70℃、湿度为27%RH时,4.98wt.%Al掺杂ZnO对丙酮气体具有很好的选择性,电阻灵敏度达到了14075,响应和恢复时间分别为1 s和3 s。紫外光照射可明显提高传感器的气敏特性,并降低工作温度。     

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.     

氧化锌基乙醇气体传感器研制及特性研究

利用水热法合成了不同形貌的ZnO基纳米结构气敏材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜 (SEM)对其进行了结构表征和分析。制备成旁热式气体传感器,测试了其对乙醇(C2H5OH)的气敏特性。实验结果表明：基于ZnO纳米花制作出的传感器比纳米球状传感器对C2H5OH具有更高的灵敏度,在200oC下对50ppm的C2H5OH灵敏度为34.7,是球状ZnO基传感器的1.7倍;两种ZnO基传感器对C2H5OH均表现出较好的重复性,在最佳工作温度下对C2H5OH的响应恢复时间均在15秒以内;最后对ZnO基C2H5OH气体传感器的气敏机理进行了讨论。     

花状WO3纳米结构的水热合成及其甲醛气敏研究

采用中温水热法合成了三维花状WO3纳米结构,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相成分及微观形貌进行了表征。同时基于合成的花状WO3纳米材料制备了气敏元件,测试了其在200℃的最佳工作温度下,对体积分数为40×10^-6的HCHO气体的气敏性能。结果表明,该气敏元件对HCHO气体有优异的选择性及稳定性,同时对HCHO气体灵敏度可达18.57。     

Pd掺杂的SnO2甲烷传感器气敏性能的研究

本文研究了Pd掺杂的SnO2材料对于甲烷气体的敏感特性。首先从机理上说明掺杂Pd金属的原因;然后,采用简单的混合研磨工艺制备了Pd掺杂SnO2复合材料;其次,采用刷涂工艺在加热型平板电极上制备了气敏层。研究了所制备的Pd掺杂SnO2气体传感器在不同温度对甲烷气体的敏感特性。结果表明,Pd掺杂在提高SnO2的气敏性能的同时还能降低其工作温度;其中,2 wt%Pd掺杂SnO2的传感器气敏性能最优,在最佳工作温度(200°C)下对500 ppm甲烷的气敏响应可达3.43,灵敏度提升了45.67倍(50–1000 ppm)。     

掺杂CNT的Fe2O3气体传感器对乙醇气敏特性的研究

采用酸化后的碳纳米管（CNT）对Fe2O3进行不同比例的掺杂,利用扫描电镜（SEM）对气敏材料进行表征,制作成旁热式气体传感器后在乙醇气氛中与Fe2O3气体传感器进行对比。重点分析了掺杂量,工作温度及气体浓度对传感器灵敏度及响应恢复时间的影响,并对气敏机理进行了详细研究。结果表明碳纳米管的适量掺杂有效的提高了传感器的灵敏度并缩短了响应恢复时间,其中在216℃时对50×10-6的乙醇气体灵敏度达3.4。     

发明与专利

一种基于二维MXene/SnO异质结的氨气气体传感器、制备工艺及应用【摘要】本发明提供了一种基于二维MXene/SnO2异质结的氨气气体传感器、制备工艺及应用,属于纳米材料技术领域。该氨气气体传感器主要由气敏材料和加热基板组成,工作温度为室温。     

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.     

氧化锌气体传感器的制备及甲烷检测特性研究

甲烷(CH4)是电力变压器油纸绝缘中溶解的主要故障特征气体,能有效反映运行变压器油纸绝缘故障.气体传感检测是油中气体在线监测、分析的关键.基于水热法,制备了氧化锌(ZnO)纳米片和纳米球气敏材料及传感元件,基于实验室搭建的微量气体检测平台测试了其对CH4的检测特性.研究表明:基于ZnO纳米片制作的气体传感器比纳米球传感器对CH4表现出更好的气敏性能,对50μL/L CH4的最佳工作温度降低了约60℃,同时对低浓度(1μL/L～20μL/L)CH4表现出较高的线性度和长期稳定性.本研究对研制高性能的ZnO基CH4气体传感器奠定了基础.     

一种压缩待测气体增强气体传感的方法

针对普通气体传感器在低体积分数的气体检测中灵敏度低的问题,提出将待测气体进行压缩以增强气体传感器响应的方法,根据检测压缩后的气体响应的特征,间接得到普通状态下该气体的体积分数。设计了一种小型的样机系统来进行气体压缩和气体传感器检测,描述了系统各个模块的设计,给出了该系统的软件设计和控制流程。以H2S气体为检测对象进行了实验,分析结果表明:该方法提高了现有传感器检测低体积分数气体的能力,尤其是提高了对毒害气体的及时发现和预警防范能力。样机的试制也为该压缩传感系统的进一步小型化和提升检测性能提供了条件,具有较高的应用价值。     

半导体气体传感器敏感机理的研究进展

为了改进半导体气体传感器的选择性,研究人员利用四极质谱仪、气相色谱、阻抗测试、XPS等检测手段对半导体气体传感器的乙醇、硫化氢、氯气、一氧化碳、氢气、含氮化合物和有机烷烃等常见检测气体的敏感机理进行了研究,取得了一些进展。对研究所得结论和理论模型进行了概述,并提出了今后的研究方向。     

瓦斯地质动态分析及瓦斯涌出实时预警系统

为了防止煤与瓦斯突出事故,提高矿井的安全保障能力,结合新元公司实际情况,建立了瓦斯地质动态分析及瓦斯涌出实时预警系统。在统计和分析该公司矿井瓦斯地质相关资料的基础上,创建了瓦斯地质空间数据库,采用动态分析技术筛选出了影响瓦斯赋存的主控因素,自动绘制了瓦斯参数等值线并划分出突出危险区。对突出危险区内的工作面进行重点关注,考察其瓦斯涌出特征及预警指标,并与瓦斯监测系统无缝连接,实现了非接触式连续预警。     

混合煤气热值实用控制系统

在钢铁联合企业的燃气厂里，为了充分利用能源及减少大气污染，把高炉煤气与焦炉煤气混合后输送给下游的各个煤气用户。混合煤气热值的控制即保持混合煤气的热值为一个恒定值十分重要，因为这直接影响到以混合煤气为燃料的加热炉的燃烧状况。但是，实际情况是在绝大多数的燃气厂中混合煤气的热值没有实现自动控制而是由人工进行配比操作，热值波动较大，导致加热炉难以实现稳定燃烧，影响产品质量：混合煤气加压站操作工人劳动强度大，本文将主要介绍实用煤气热值控制系统，着重介绍热值控制。     

几种常见气体传感器的研究进展

气体传感器日渐发展,其应用的范围越来越广,特别是在环境质量检测和工业生产过程安全检测、保障人民的生命安全等方面越加广泛.简要介绍了各种气体传感器的工作原理,并对常见几种有毒性气体(一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及氮化物)和可燃性气体(氢气、甲烷)的各种类型传感器的研究进展和工作机理以及敏感材料进行了介绍,同时对MEMS工艺制作气体传感器进行了展望.     

Cu20纳米晶制备及其在乙醇气体传感器中的应用

以CuCl2·H2O为主要原料,抗坏血酸作还原剂,聚乙二醇-20000（PEG-20000）作表面活性剂,利用化学混合法制备了纳米晶结构的Cu2O纳米立方体。研究了pH值对Cu2O纳米结构的影响,并用XRD和SEM对产物的物相和形貌进行了表征。将粉体制成气敏元件,气敏性能测试结果表明：该Cu20纳米晶对乙醇气体具有较高的灵敏度和选择性。600℃热处理2h材料气敏特性最好,在最佳工作温度（360℃）下对体积分数为0．006％的乙醇气体灵敏度可达到38％,达到了口腔乙醇气体体积分数检测限度0．008％的要求。     

煤中水含量对瓦斯吸附与解吸特性影响规律研究

为了验证煤中水含量对瓦斯的吸附与解吸特性的影响,分别对煤样在不同平衡压力条件、不同水含量状态下的瓦斯吸附与解吸进行了实验。实验结果表明,煤对瓦斯的吸附能力随着煤中水含量的增加而减小,实际应用中可近似用水含量对煤吸附瓦斯影响系数进行修正;煤中水含量越大,瓦斯的解吸就越慢,残存瓦斯量越大,水充填在煤样空隙中后对瓦斯的吸附和解吸均有一定抑制作用。     

酞箐气体传感器发展趋势

酞箐作为一种重要的气体敏感材料,有着良好的应用前景。根据实用的要求,采用了各种方法来改善传感器的气体敏感特性。介绍了酞箐气体传感器发展的趋势,包括加速响应、便于检测和应用、消除基线漂移的影响、提高选择性及微型化和多传感器集成化等方面。     

对超低浓度甲烷具有高气敏性的自组装型SnO2纳米棒气敏传感器

通过热蒸发SnO2和活性炭的混合粉末的自组装方式直接在Cr-Au梳状交叉电极上制备了一层SnO2纳米棒气敏层,从而研制出了SnO2纳米棒气敏传感器,经测试,发现此传感器对于浓度范围为2～5ppm的甲烷具有非常好的探测灵敏度,继而从气敏机制、自组装制备方式、SnO2纳米棒的比表面特性及SnO2纳米棒的尺度低于得拜长度等角度解释了此传感器对甲烷具有高气敏性的原因。     

一种自组装型SnO_2纳米线氢传感器

为了能够对低体积分数的氢气进行灵敏探测,提高氢气生产、使用、运输、存储的安全性,通过热蒸发SnO2和活性炭的混合粉末的自组装方式直接在Cr-Au梳状交叉电极上制备了一层SnO2纳米线气敏层,构成了SnO2纳米线气体传感器。经测试,发现此传感器对于体积分数范围为10×10-6~500×10-6的氢气具有良好的探测灵敏度。