金属氧化物半导体MEMS气体传感器研究进展

随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的多样化设计、MOSs纳米结构的多样化以及机器学习算法的出现为MEMS的传感性能以及智能传感系统的构建提供了很大助力。本文从MEMS气体传感器的分类、制备和应用以及传感器阵列的构建等方面综述了金属氧化物半导体MEMS气体传感器的最新研究进展,并对MEMS基气体传感器的发展前景进行了总结和展望。

原子吸收和原子荧光光谱法测定灵芝中的重金属含量

用原子吸收、原子荧光光谱法测定灵芝中铅、镉、砷、汞的含量，取得了较满意的效果，新方法的加样回收率在98～110％，精密度（RSD）小于3．0％．与传统的比色法相比，新法灵敏度高、重现性好、干扰小、容易操作．

表面等离子体共振技术与循环伏安法联用检测甲苯胺蓝

将表面等离子体共振技术(SPR)与循环伏安法(CV)联用,并用小波变换提取实验数据,实现了甲苯胺蓝的定量检测.以传感片上的金膜为SPR测量基底,并作为电化学的工作电极,以Ag/AgCl电极(饱和KCl)为参比电极,以铂丝为对电极,同时进行SPR扫描和循环伏安法扫描,发现电化学聚合导致甲苯胺蓝氧化峰峰电位正移,还原峰峰电位不变,而SPR响应也整体下降;将SPR响应对电位求导后进而对电位作图,经小波变换处理后,发现波谱峰电位接近循环伏安法氧化还原法电位.利用该方法检测甲苯胺蓝的检出限与采用循环伏安法检测甲苯胺蓝的检出限在一个数量级上.

MOCVD法制备TiO_2薄膜的光电化学性质研究

采用金属有机化学气相沉积 (MOCVD)法制备了TiO2 薄膜 ,测定了TiO2 薄膜的晶体结构 ,以 p -Si为基底电极 ,研究了TiO2 薄膜的光电化学性质 .经TiO2 修饰的p-Si电极 ,开路光电位增加近 2 0倍 ,并表现出很强的稳定性 ,是较理想的光电极材料及光电极修饰材料 .

ZnO薄膜光催化亲水防雾

以普通钠钙载玻片为基片,采用溶胶一凝胶法制备了ZnO薄膜。XRD结果表明薄膜C轴取向明显,SEM显示颗粒大小为20nm左右,紫外可见光测定说明薄膜在可见光区域透光率基本为86%左右,透光率好,而接触角实验结果表明紫外照射ZnO薄膜30min,水滴能完全在薄膜上铺展,接触角为0°,具有很好的亲水防雾性能,且维持性较好,5d以内仍具有亲水防雾性能。

聚苯胺修饰的石英晶体微天平气体传感器

应用电化学方法在石英晶体微天平的金电极上修饰聚苯胺膜，用作一个气体传感器。该传感器对乙醇，苯和 氨等被测气体的频率响应表明，在含高氯酸钠的体型酸－醋酸钠缓冲中制得的聚苯胺膜，其结构有利于被测气体的响应。

电位法测定摩尔气体常数

提出一个测定摩尔气体常数的电位法.在一定温度和离子强度下,测量不同浓度比值的Fe^(2+)/Fe^(3+)电对的电位,经微机回归处理即可算出摩尔气体常数值.

超声波在污水处理中的应用

本文介绍了超声波降解的原理、特点和影响因素以及目前取得的研究成果和主要结论,并对超声降解技术存在的问题和今后的发展趋势进行了讨论.

暂态电化学多组份气体传感器研究 Ⅱ.电势脉冲调制型气体传感器

使用微电极并融合计算机控制的快速电势调制技术 ,推出了一类全新的暂态电化学多组份气体传感器——“电势脉冲调制型气体传感器”.与常规的稳态电化学气体传感器比较 ,优化了传感器性能 ,拓展了传感器新的功能和功能集成化 .

远离平衡及无共轭反应时气体传感器的电势响应—电势型臭氧传感器初探

对固体聚合物电解质(SPE)气体扩散电极在臭氧中电势上升暂态的分析表明,在无共轭反应的情况下,电势的上升是臭氧还原对双电层的充电过程。这一过程中电极远离平衡电势,不服从Nernst公式。电势的上升最终将被析氧反应截止于一对臭氧浓度不很灵敏的电势。在析氧之前,由于无明确共轭反应,电极电势不能有效地指示臭氧的浓度。接在工作电极和参比电极之间的负载电阻可使臭氧还原在工作电极上积累的正电荷得以释放,起相当于共轭反应的作用,从而使电极电势对臭氧浓度有明确的依赖关系。计算证明,当负载电阻大时,电势大致与浓度的对数成正比,响应大而慢;当负载电阻小时,电势与浓度接近线性关系,响应小而快。用微金网工作电极和贮氢式氢参比电极构成的臭氧传感器的测试结果与理论计算的规律基本一致,测量下限为0.3ppm。

MgO－SnO_2薄膜乙醇气敏元件的研制

采用真空镀锡膜、锡膜氧化，浸泡掺杂的方法研制了掺ＭｇＯ的ＳｎＯ＿２薄膜气敏元件，在对乙醇、丙酮等八种气体的测试结果表明：ＭｇＯ－ＳｎＯ＿２元件提高了对乙醇的灵敏度和选择性，而对其余气体的气敏特性同未掺杂元件相类似。实验发现，随着浸泡液浓度的增大，元件对乙醇的灵敏度并不是单调地随之增大，而是出现了一个峰值。实验还发现经Ｍｇ（ＮＯ＿３）＿２溶液处理过的元件对乙醇的灵敏度与乙醇浓度之间的线性关系大大拓宽。在敏感机理方面，提出了流过元件电流Ｉ的公式，该公式可以较好地解释实验现象。利用化学方法在ＳｎＯ＿２薄膜中掺入ＭｇＯ，所制备的元件既克服了烧结型元件的缺点，又克服了薄膜元件物理方法掺杂时掺杂量难以控制的不足之处，为开发新型薄膜气敏元件作了一种尝试。

对一氧化氮作用的新认识及其检测方法

本文综述了 NO在生物体和大气中的作用 ,重点阐述了 NO的各种测定方法 ,尤其是电化学法 。

正极复合材料的制备及电化学性能研究

在锂电池正极材料的更新换代中,硫材料成为最好的选择,虽然单质硫自然储藏丰富,环境友好性高,但是硫的导线性能并不理想,其中放电产物的导电性能较差,在有机溶剂中极易溶解,使得硫材料的循环利用率低差.传统硫电极的众多问题已经得到解决,其中部分材料已经实现推广使用,单质硫的复合材料具有极高的研究价值与潜力.

Sn掺杂MoO3的制备、表征及气敏性能

以仲钼酸铵和四氯化锡为原料,采用水热法制备了不同Sn掺杂比例的MoO_3;利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和Brunauer-Emmett Teller(BET)测试等手段对材料进行了物相、形貌结构和孔径表征;测试了其对乙醇、二氯甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、四氯化碳、氨气和丙酮等气体的传感性能.结果表明,Sn掺杂未改变MoO_3的结构;290℃为气体传感测试的最佳测试温度;掺杂后的MoO_3对乙醇气体的灵敏度和响应时间均优于纯相MoO_3,Sn掺杂摩尔比为5%时效果最好,500 mg/m^3测试条件下对乙醇的灵敏度为19.64,响应时间为1.1 s.

硫化氢气体传感器的研究进展

硫化氢(H_2S)是一种具有臭鸡蛋气味的腐蚀性气体,是广泛存在的环境污染物之一。H_2S为剧毒性气体,且易挥发,严重损伤人的呼吸系统,甚至神经系统和心脏器官。因此,实现H_2S气体的快速、高灵敏及实时检测对于工业生产、公共安全、环境监测和医疗健康等领域具有十分重要的意义。该文对近5年来电量型和光学型两类H_2S气体传感器在传感技术和传感材料上取得的重要进展进行了综述,并对这两类传感器所面临的问题和未来发展趋势进行了探讨。

无线充电便携式气体检测仪设计

针对便携式气体检测仪采用电池供电存在更换不便,频繁插拔影响寿命,在一些工业应用中无法与控制器实时通信,成本高昂等问题,提出一种基于电化学传感器作为检测元件,采用无线充电,能与具有模拟输出接口的控制器通信的低成本便携式气体检测仪。实验结果表明,该装置具有较高的精度和稳定性,气体浓度测量误差≤±5%。

SnO_2∶Sb气敏薄膜的最佳掺杂含量的理论计算

本文介绍一个最佳掺杂含量表达式 ,应用此表达式定量计算了 Sn O2 ∶ Sb气敏薄膜的最佳掺杂含量 ,定量计算的结果与实验数据十分符合。

用铝液抽氧法测量氧化锆的电子特征氧分压

用从铝液和银液中抽氧的库仑滴定法测量了自制氧化钇稳定的氧化锆固体电解质的电子特征氧化压 Pθ。结果表明 ,90 0°C时电子特征氧分压的范围是 1 0 -2 6～ 1 0 -2 8k Pa;自制氧化锆电解质可用于渗碳气氛氧浓度的测量而不必考虑电子电导对浓差电势的影响 ;用铝液能实现低温下电子特征分压的测量。

电解法测气体中微量水时电极材料对氢、氧效应的影响

采用电解法测定气体中的微量水分，存在氢效应、氧效应两种主要的误差来源。不同的电极材料对红效应、氧效应有直接的影响。

Powder Microelectrodes Applied to NO_2 Detection

The reduction of nitrite at Au or carbon electrode in-H_2SO_4 was found to follow achemical-electrochemical (CE) mechanism with a very thin (4×10(-8)cm) preceding reaction zone.It was proposed and experimentally verified that for such kind of electrode processes the totalreaction the could be effectively enhanced by using electrodes with increased true surface area.such as porous electrodes. As a combination of porous electrode and microelectrode, the powdermicroclectrode shows excellent performance for nitrite detection.