新型有机磷毒剂敏感材料的制备及气敏特性研究

以苯酚、溴丙烯、无水碳酸钾为起始原料通过O-烷化、Claisen重排制得邻烯丙基苯酚,使其和含氢硅油通过硅氢加成制得有机磷敏感材料聚甲基[3-(2-羟基)苯基]丙基硅氧烷(PMPS).将PMPS涂覆在石英晶体微天平(QCM)上,研究了其对神经性毒剂模拟剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)和其它干扰气体的响应特性.结果表明在(5～70)×10-6范围内,传感器对DMMP的响应呈线性关系,灵敏度为12.4×106Hz.当测试蒸汽为饱和浓度时,传感器对DMMP的响应比其它干扰气体高6倍以上,表现出良好的选择性.     

电流型氮氧化物传感器输出特性分析及控制策略的优化

为提高基于钇稳定氧化锆固体电解质的电流型氮氧化物(NO_x)传感器的测量精度,设计了基于LabVIEW模块化软件的NO_x传感器全开放测试系统。对传感器工作原理进行分析并优化了氮氧化物传感器的控制策略。在研究过程中,首先对NO_x传感器的各个功能模块进行独立测试,得到传感器的最佳工作温度及主泵、辅助泵、测量泵的极限电流输出特性曲线。分析的结果表明：传感器具有良好的饱和电流平台,并且随着传感器工作温度的升高极限电流不断增大;随后,在对传感器气敏特性的进一步测试中发现：在定电压控制策略和含氧环境下,传感器的极限电流与NO_x浓度存在优良的线性关系;最后,提出了一种适用于含氧气环境的NO_x传感器定电压控制策略。     

基于动态法的热释电系数自动测试系统的研究

设计并建立了一种基于动态法的热释电数据采集与控制系统,实现了热释电系数测量的自动化.本文讨论了该系统的组成、原理、控制过程和特点.     

用旋涂法制备的热释电聚合物薄膜研究

PVDF聚合物热释电薄膜是一种新的激光与红外辐射探测器材料,它比无机薄膜更易于与硅微加工工艺为基础的硅读出电路兼容.本文用旋涂法制备了一种聚合物热释电薄膜,对其进行了红外光谱和X射线衍射分析,并研究了其热释电响应特性,结果表明与其他方法(流延法和压膜法)相比,旋涂法制备的聚合物薄膜样品对热响应具有更高的灵敏度,更适合用作激光与红外辐射探测器材料.(PH2)     

WO3薄膜退火热处理工艺的研究

采用真空镀膜工艺在微晶玻璃衬底上沉积了WO3薄膜,WO3薄膜从300～600℃分别进行了退火热处理,随着退火热处理温度的不同,WO3薄膜从晶粒尺寸上以及晶相上都发生了较大的变化,并用SEM、XRD等手段进行了分析,随着退火热处理温度的升高,WO3晶粒逐渐增大,并实现了从非晶向晶态的转变,最终得到了六方结构并且是在[100]方向上择优取向的WO3薄膜,获得了稳定性较好的工艺条件,为进一步开发研制WO3气敏元件提供了技术基础.     

基于钯纳米颗粒导电沟道的室温型氢气传感器的研究

随着氢能的广泛应用,检测氢气(H₂)泄漏十分必要。采用溶剂热法合成钯(Pd)纳米颗粒,结合旋涂法从极大程度上简化了覆盖敏感层工艺,在利用微机电系统(MEMS)工艺制备的硅基金(Au)叉指电极上研究了基于“氢致Pd晶格膨胀效应(HILE)”的裂结式H₂传感器的敏感特性,为低成本批量化制备室温型氢气传感器提供了可行性研究。结果表明该传感器对H₂的响应值与Pd纳米颗粒在基底上的覆盖率密切相关：覆盖率在一定范围内越大,响应值越小。在室温下,该类传感器对500×10^-6～2 500×10^-6H₂表现出了较快的响应速度：响应时间在5 s左右,恢复时间在25 s左右,具有较高的响应值：在2 500×10^-6H₂气氛下高达83%,有较好的选择性和稳定性。     

基于优化的GA-BP网络算法的混合气体识别

基于还原氧化石墨烯(RGO)复合材料设计并制备气体传感器构成气体传感器阵列,对NO_2和NH_3组成的混合气体进行性能测试,构建算法对混合气体进行识别。通过主成分分析法发现混合气体的响应与气体浓度具有非线性关系,选择BP网络作为识别工具;根据多次模拟结果的预测均方误差(MSE)箱线图,对BP网络的参数进行优化,使其性能大幅提升;采用均匀分布U(-3,3)生成随机数并经过遗传算法(GA)优化后,作为GA-BP网络算法的初始权重和阈值,采用BP网络算法对混合气体进行识别。结果表明,优化的GA-BP网络算法在300次模拟中对混合气体的定性识别准确率均为100%,定量预测在最坏情况下的相对误差不超过30%,可靠性胜过BP网络算法,具有较好的参考价值。     

自供能气体传感器研究进展

小尺寸、免维护、可移动的自供能系统尤其是自供能传感器具有非常广阔的应用前景。自供能系统本身可以从周围环境中收集能量并且转化为电能,为系统中各种功能器件的运行提供电源,因此自供能系统可以完全独立地实现特定的功能,而且能持续地工作。将收集环境中风能、太阳能、机械能等微小能量的自供能系统应用到气体传感器领域的研究十分有意义。目前,自供能气体传感器的实现有两种方式:一种是发展能收集环境中能量的设备去驱动传统的传感器,另外一种是自供能有源传感器,而第一种自供能气体传感器可以通过自身收集环境能量并对气体做出响应。该文对目前国内外基于收集风能、机械能以及太阳能的自供能气体传感器的设计方法、工作原理和特点进行了总结,为今后一体化集成式自供能气体传感器的研制提供参考。     

新型芴-咔唑共聚物电致发光性质的研究

研究了一种新型的芴与咔唑交替共聚合物材料的电致发光(EL)特性,制备了2种不同结构的器件,分别为indium-tin-oxide(ITO)/polymer/tris-(8-hydroxyquinoline)-alumium(Alq3)/Mg:Ag和ITO/polymer/bathocuproine(BCP)/Alq3/Mg:Ag.实验结果表明;前者发射绿色光,为Alq3的本征发光,聚合物起空穴传输层(HTL)的作用;后者发射蓝色光,EL谱与聚合物材料的光致发光(PL)谱一致,说明这种共聚物除了可用做空穴传输材料外,本身亦可做为优良的OLED蓝色发光材料.