挥发性有机物气敏材料的设计与性能研究

发布时间：2021-07-25 12:29

　　随着科学技术的发展与社会的进步,高性能气体传感器越来越多地用于空气质量测试、工业生产安全以及非侵入性疾病诊断中。基于金属氧化物半导体（MOS）的气体传感器以其低成本、易于制造和高灵敏度优势成为传感器领域的热点。敏感材料是气体传感器的核心,研究制备高性能敏感材料是提升气体传感器气敏性能的主要措施之一。本论文以发展高性能气体传感器为目的,利用多种简便易行的方法合成了一系列具有独特形貌和优异气敏性能的MOSs材料,并对所制备的纳米材料进行表面修饰来优化气敏性能。主要成果包括:（1）通过水热法合成了多种形貌的敏感材料,包括W₁₈O₄₉纳米线、W₁₈O₄₉纳米空心球、SnO₂纳米微球和ZnO纳米棒。良好的形貌和独特的结构使其具有较大的比表面积和较高的电子迁移率,使它们对三乙胺（TEA）、丙酮和正丁醇等挥发性有机化合物表现出良好的选择性。通过牺牲模板法制备了多孔SnO₂薄膜,实现了室温下对TEA的高性能检测。通过原子层沉积制备了超薄SnO₂薄膜,... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

气体传感器的主要工作参数

青岛大学硕士学位论文4瓷管型气体传感器，它主要是由氧化铝陶瓷管、金电极、铂导线、镍-铬加热丝以及表面涂覆的敏感材料组成，如图1.2b所示[8]。其中与敏感材料直接接触的金电极是事先印制到陶瓷管表面的，外接四根铂导线作为测量电极用于连接测试设备。敏感材料后涂覆于表面：取适量制备好的敏感材料放置在玛瑙研钵中滴加适量去离子水研磨分散成浆糊状，用毛笔均匀地将敏感材料涂满陶瓷管表面上，然后将镍-铬加热丝从陶瓷管中穿过作为加热电极。最后，把这六根引线按顺序分别焊接在传感器底座上，就得到了可以测试的旁热式气体传感器。这种传感器巧妙地避免了加热电极和测试电极之间相互接触造成干扰，而且成本较低，但存在一个缺点就是人为涂覆的敏感材料厚薄不一，均匀性难以控制，结果就会造成传感器表现出一致性差和功耗高等问题。图1.2（a）陶瓷板型气体传感器，（b）陶瓷管型气体传感器图1.3（a）炜盛WS-30A传感器测试设备，（b）测试用气体传感器，（c-e）敏感元件的SEM图。

青岛大学硕士学位论文4瓷管型气体传感器，它主要是由氧化铝陶瓷管、金电极、铂导线、镍-铬加热丝以及表面涂覆的敏感材料组成，如图1.2b所示[8]。其中与敏感材料直接接触的金电极是事先印制到陶瓷管表面的，外接四根铂导线作为测量电极用于连接测试设备。敏感材料后涂覆于表面：取适量制备好的敏感材料放置在玛瑙研钵中滴加适量去离子水研磨分散成浆糊状，用毛笔均匀地将敏感材料涂满陶瓷管表面上，然后将镍-铬加热丝从陶瓷管中穿过作为加热电极。最后，把这六根引线按顺序分别焊接在传感器底座上，就得到了可以测试的旁热式气体传感器。这种传感器巧妙地避免了加热电极和测试电极之间相互接触造成干扰，而且成本较低，但存在一个缺点就是人为涂覆的敏感材料厚薄不一，均匀性难以控制，结果就会造成传感器表现出一致性差和功耗高等问题。图1.2（a）陶瓷板型气体传感器，（b）陶瓷管型气体传感器图1.3（a）炜盛WS-30A传感器测试设备，（b）测试用气体传感器，（c-e）敏感元件的SEM图。


本文编号：3302033