羟基--碳纳米管气体传感器气敏性的仿真研究

采用羟基修饰后的碳纳米管作为气体传感器的气敏材料,会使其响应灵敏度提高。利用密度泛函理论研究了两种气体分子（ Cl2和H2 S）在本征单壁碳纳米管（ SWCNT）和羟基修饰过的单壁碳纳米管（ SWCNT—OH）上的吸附。分析其态密度图,并尝试改变气体分子在碳纳米管上的吸附位置与方向,从吸附能的大小、电荷转移量的多少、吸附距离的远近上,为本征SWCNT,SWCNT—OH的气敏性和两种气体在碳纳米管上的最佳吸附位置姿态提供对比与理论分析。     

常温CeO2气敏元件的气敏性

研制成功了一种新型以 SnO_2为基质材料的常温 CeO_2气敏元件(简称 CeO_2元件).CeO_2元件无需要加热器也无需贵金属,该元件结构和制备工艺简单。CeO_2元件对烟和某些可燃性气体灵敏度高、稳定、响应快、恢复快。本文对已获结果进行了简单地讨论。     

热蒸发石墨烯基SnOx-Sn传感器气敏性研究

通过化学气相沉积法制备石墨烯并采用热蒸发法在石墨烯上沉积锡(Sn)及其氧化物,得到石墨烯基SnOx-Sn气敏传感器,研究其在室温下对低体积分数甲醛和二氧化氮(NO2)气体的气敏性及SnOx-Sn膜厚和基底加热温度对传感器气敏性的影响.通过场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)等表征手段研究了石墨烯基SnOx-Sn气敏传感器的形态结构.     

NO_2气体传感器敏感材料

描述了近十年来用作NO2 气体传感器的酞菁类和氧化物半导体敏感材料。总结了这两类材料的成膜条件、薄膜表面形态和结构以及它们的敏感特性。为优化薄膜的气敏特性提供了参考     

基于SnO2/石墨烯异质结NO2气敏传感器

采用滴涂法和真空退火将纳米二氧化锡负载在单层石墨烯上,制备了SnO2/石墨烯异质结材料,进行拉曼光谱材料表征,研究了SnO2/石墨烯异质结对NO2的气敏特性。结果表明,SnO2/石墨烯异质结相对本征石墨烯在低NO2气体体积分数下灵敏度提升,解吸附时间短,NO2气体体积分数为10×10-6时,0.3mg/mlSnO2纳米溶液/石墨烯异质结传感器比单层石墨烯灵敏度提升近4倍,解吸附时间缩短近9倍。     

不同形貌ZnO气敏材料的制备及影响气敏性因素分析

以锌盐和碱为原料,采用水热和溶剂热法合成了三种形貌的氧化锌粉体,利用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)对产物的结构和形貌及表面化学状态进行了表征,并将粉体制备成厚膜型气敏元件,测试了其对几种还原性气体的气敏性能,结果表明:在工作温度为395℃时,三种形貌氧化锌对相同浓度的同种测试气体的灵敏度大小顺序为:菜花状氧化锌﹥棒状氧化锌﹥六棱柱状氧化锌。并对影响氧化锌材料气敏性的各种因素进行了分析。     

石墨烯/氧化钨复合材料室温响应NO2传感器

采用溶剂热法制备了石墨烯/氧化钨复合材料,通过XRD,SEM,Raman表征方法对复合材料形貌、晶体结构进行表征,结果表明:制备的氧化钨为六方相结构的WO3,呈现一维管状形貌,石墨烯均匀分散在复合材料中.石墨烯/氧化钨复合材料涂覆在叉指电极制作成传感器进行气敏性能测试,结果表明:传感器可室温条件下实现对NO2检测,检测...     

超薄金属修饰石墨烯基气体传感器性能研究

为了改善本征石墨烯基电阻型气体传感器的室温气体响应性能,采用电子束蒸镀方法在原器件沟道区域分别沉积六种超薄金属,包括1 nm的Au、Ag、Pt、Pd、Ti和Al,并检测这些器件对NO_2和NH_3气体的响应特性。发现修饰有1 nm Pt的器件对通入3 min 3×10^-6 NO_2气体有最高的响应灵敏度,达-56.6%,比原石墨烯器件提高了约9.3倍,但该器件响应饱和较早。而修饰有1 nm Ti的器件对NO_2气体的响应在灵敏度、恢复性等方面都有较好改善,且对NO_2气体浓度有最佳的线性响应,表现出较大的动态探测范围。然而除1 nm Ti以外,修饰有其他五种金属的石墨烯对400×10^-6 NH_3的响应均没有明显改善。文章对不同金属材料修饰导致器件气体敏感性能差异的原因进行了分析与讨论。     

石墨烯/铜异质结室温气体传感器性能研究

为了改善石墨烯室温气体传感器响应低、恢复性差等缺点,本文设计了一种石墨烯基气体传感器,其具有石墨烯叉指电极以及中央铜薄层沉积区结构.通过XPS分析发现,由于存在不同程度的自然氧化,铜薄层存在Cu0、Cu+、Cuδ+及Cu2+四种价态成分;且随着沉积厚度的变化,四种价态成分所占比例也发生变化.实验发现铜薄层沉积厚度为8n...     

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.     

MEMS微型NO2气体传感器的研究

采用MEMS技术制作了硅基微型NO2气体传感器,选用高分子金属酞菁聚合物酞菁铜作为敏感膜,从半导体理论出发解释了酞菁铜的敏感机理。阐述了该传感器的结构与工艺流程,并测试了传感器的气敏特性、温度特性、响应时间和恢复时间等敏感特性。实验结果验证了酞菁铜对NO2气体的敏感性,该传感器可以检测到10^-6量级的NO2气体,且响应时间快。     

一种检测NO气体的光纤传感系统

建立了一套对 ＮＯ气体检测的光纤传感器系统,得到了ＮＯ气体对光的吸收谱和光波长为 ４００ｎｍ时不同气体体积分数的吸收特性,实验结果表明在一定条件下ＮＯ气体体积分数与系统的输出信号成线性关系。该系统的响应迅速,恢复时间短。     

掺杂对WO_3基气敏元件敏感特性的影响

在WO3粉体材料中加入质量分数为4%的瓷粉和不同质量分数的金属氧化物(SnO2,SiO2,Al2O3),以恒温600℃烧结1 h制成旁热式厚膜可燃性气敏元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度的关系。实验结果表明:WO3基元件掺入一定量的金属氧化物在加热功率为600mW时能提高元件的灵敏度。     

甲醛气敏元件的研制

用溶胶凝胶(sol-gel)法制备了纳米SnO2材料。材料的平均粒径为15 nm。制作了旁热式甲醛气敏元件,对不同气体体积分数、不同温度下元件的灵敏度以及元件的响应恢复时间进行了测试。试验证明:元件工作的最佳加热电压为2.5 V,元件的响应时间约为25 s,恢复时间约为40 s。     

PPy-CeO2复合薄膜柔性NO2传感器的制备与气敏特性研究

以吡咯(Py)单体为前驱液,六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)为氧化剂,通过化学氧化聚合法与自组装相结合工艺在柔性聚酰亚胺(PI)衬底上制备聚吡咯-二氧化铈(PPy-CeO2)复合薄膜.通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱分析(XPS)对纯PPy和PPy-CeO2复合材料进行了表征分析,结果表明PPy-CeO2呈典型的核-壳结构.在室温条件下研究了纯PPy薄膜和PPy-CeO2复合薄膜对二氧化氮(NO2)的响应特性,结果表明,PPy-CeO2复合薄膜传感器显示出更优的响应特性,灵敏度为纯PPy薄膜传感器的12.6倍,且具有良好的重复性和选择性.最后讨论分析了PPy-CeO2复合薄膜传感器的NO2敏感机理.     

基于PVN-GO复合膜的亚硝酸盐电化学传感器

通过简单可控的滴涂成膜和在线电聚合方法,将氧化石墨烯（GO）和聚香兰素（PVN）修饰到玻碳电极（GCE）表面,制备了PVN-GO复合膜修饰GCE,即亚硝酸盐（NO2-）电化学传感器.伏安研究表明：PVN-GO复合膜对NO2-的电化学氧化具有良好的催化作用.借助于扫描电镜技术和电化学交流阻抗谱（EIS）技术,对PVN-GO复合膜的表面形貌和电导性进行了表征.最优的检测条件下,NO2-的检测线性范围为2.0 ×10^-8～1.1 ×10^-2mol/L,检出限低至5.0 ×10^-9 mol/L（S/N =3）.对传感器的性能进行了考核,结果表明：该NO2-传感器具有良好的稳定性和重现性,灵敏度高,选择性好.将传感器应用于南湖水样中亚硝酸盐含量的测定,结果令人满意.     

Development of an ozone gas sensor using single-walled carbon nanotubes

This study deals with the fabrication of an ozone gas sensor using single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) as sensing material. The SWCNTs are dispersed by N,N-dimethylformamide (DMF). The CNT-DMF solution was dropped between interdigitated electrodes’ fingers to fabricate ozone gas sensor. For ozone environment, a commercial ozone generator was introduced. To improve sensor response, the deposited carbon nanotubes network was thermally treated at high temperature in a furnace. The sensor exhibits high sensitivity to ozone gas at concentration as low as 50 ppb, and fast response time, which is promising for future commercialization of carbon nanotubes based ozone gas sensor.     

Nano-Au/复合壳聚糖@纳米碳修饰金电极检测亚硝酸盐

该文介绍了以复合壳聚糖@纳米碳为基底固定纳米金,利用具有催化性的纳米碳及纳米金作为识别元素检测亚硝酸盐,从而制备了无生物物质标记且无电子媒介体的亚硝酸盐传感器。该修饰电极在亚硝酸盐浓度为8.0×10-6~2.0×10-4mol/L范围内有线性响应,线性相关系数r=0.9956。实验结果表明,该传感器具有制备简单、灵敏度高、稳定性好、线性范围宽等优点。