新型石墨烯气敏传感器发展现状及展望

气敏传感器广泛用于对工业施工及公共场所中所存在的有毒有害气体进行检测,保障了人类的生产生活安全。对传统气敏传感器的研究现状以及其与石墨烯结合的新型气敏传感器的研究现状进行概述,并分析了石墨烯气敏传感器的发展趋势。

基于复合气敏材料WO_3/SrAl_2O_4的硫化氢气体传感器

采用溶胶-凝胶法制得WO_3/SrAl_2O_4复合气敏材料。经过工艺加工制得旁热式厚膜陶瓷元件在密封的气室内测试,获得了对H_2S气体具有良好灵敏度、选择性和响应恢复性的气敏元件。为检测和治理生产生活中的H_2S污染,提供了可供参考应用的气敏传感元件。

基于铜离子沉积石墨烯涂层锥形光子晶体光纤的硫化氢传感器

提出一种基于铜沉积石墨烯涂层光子晶体光纤马赫-曾德干涉的硫化氢气敏传感器.将45mm光子晶体光纤两端与单模光纤进行拉锥熔接,使得光子晶体光纤的空气孔熔接时形成塌陷层,更好地激发包层模式,形成基于马赫-曾德结构的干涉仪.采用单层石墨烯粉体,加入异丙醇分散液,反复浸涂至光子晶体光纤包层表面形成石墨烯涂层,并沉积铜纳米颗粒,使传感器对硫化氢气体具有高的响应度.实验结果表明,在硫化氢气体浓度为0~60ppm范围内,随着被测气体浓度不断增大,其输出光谱呈现明显蓝移,传感器灵敏度为0.042 03nm/ppm,且线性度良好.该传感器成本低、灵敏度高、结构简单,适用于低浓度硫化氢气体的在线监测.

铜沉积二硫化钨膜包覆薄芯光纤气体传感器的设计与应用

提出了一种基于铜沉积二硫化钨膜包覆薄芯光纤的马赫-曾德尔干涉型气体传感器。将标准单模光纤与薄芯光纤熔接形成纤芯失配型气体传感器,借由外表面沉积铜的二硫化钨敏感膜对硫化氢气体的吸附,将气体的浓度与光谱偏移关联起来,从而达到检测低浓度硫化氢气体的目的。研究表明,该传感器对硫化氢气体的检测灵敏度为29.3pm,且在硫化氢气体体积分数为0~6×10-5的范围内显示出良好的线性关系和选择性。该传感器结构简单、灵敏度高、制备容易,特别适用于硫化氢气体的低浓度在线监测。