光辅助型铁酸钬甲醛气体传感器的制作及性能研究

发布时间：2025-01-07 04:43

　　甲醛（HCHO）是一种严重危害人们生命健康的挥发性有机化合物（VOCs）气体。因此,研发高性能甲醛气体传感器用于室内环境监控具有重要意义。传统甲醛气体传感器所需的高工作温度是亟待解决的难题,而利用可见光辅助气体传感器可以克服工作温度带来的障碍。在本工作中,选择Ho Fe O₃作为基础敏感材料,通过不同波长和光强的光场调控,研究光辅助与敏感材料气敏性能的关联机制。本论文工作内容分为如下三个部分:1. 利用溶胶凝胶法制备Ho Fe O₃纳米颗粒,并表征其晶体结构、微观形貌、成分组成等材料特性。制作基于Ho Fe O₃纳米颗粒的旁热式气体传感器并测试其气敏性能。结果表明:Ho Fe O₃纳米颗粒气体传感器的最佳工作温度为160℃,对100 ppm HCHO的响应值为160,响应/恢复时间分别为114 s和23 s,最低检测极限为1 ppm HCHO。但无法对HCHO进行特异性识别。2. 为了克服传统气体传感器选择性不高、检测下限弱及需要加热的缺点,通过引入不同波长（λ=365-660 nm）的辅助光场提升H...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1气体传感器在各个领域的应用

了具有无限可能性的气体传感领域。2013年，在《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》中明确了传感器等仪器仪表行业要以跻身世界水平前列为发展目标，向智能化发展，并制定了未来十几年内的发展路线图[1]。2015年《中国制造2025》中鼓励推动制造业由大规模向高端技术发展，....

图1.2甲醛的危害

21.2甲醛气体传感器简介1.2.1甲醛气体的危害甲醛（HCHO）是一种高度危险的挥发性有机化合物气体（VOCs），伴随高毒性，会导致皮肤中毒，呼吸系统癌变，婴儿基因突变等，被认为是引起病态建筑综合症（SBS）的主要原因[5,6]。在美国，每天约有超过百万工人暴露在含有甲醛的工业....

图1.3SnO2半导体气体传感器空气中势垒变化示意图[20]

4图1.3SnO2半导体气体传感器空气中势垒变化示意图[20]1.3半导体型甲醛气体传感器的发展1.3.1传统半导体型气体传感器简介金属氧化物半导体型气体传感器因其高灵敏度、易获取以及低成本等优点，仍是国内外科研人员重点研究的对象[5,17,21]。但是传统的金属氧化物半导体型气....

图1.4西安工业大学Qi光电NO2气体传感器的(a)光电气敏性能测试平台示意图；(b)在1.2mW/cm2连续紫外光照射下ZnO/PG的光响应；(c)在不同光强紫外光范围内，光电气体传感检测50ppmNO2的动态响应曲线；(d)365nm，460nm光照射下对50ppmNO2动态响应曲线

5光子发生跃迁，增加材料的载流子浓度，这有利于促进吸附气体与材料表面的电子传输行为，从而达到改善气敏特性的目的[28,29]。此外，经研究发现，室温下敏感材料的气敏性能不仅取决于光的波长，而且还受到光强的影响[30]。早在1996年，意大利帕维亚大学的科研团队发现，在室温下用紫外....

本文编号：4024513