基于HTCC工艺的电化学NO2气体传感器设计与测试

采用高温共烧陶瓷(HTCC)工艺,以氧化锆陶瓷、导电金属浆料、室温离子液体为主要原料,制作了一种电化学NO 2气体传感器,并对该传感器电极的电化学性能、传感器的输出和响应特性等进行了研究.结果表明:实验所用室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐适合作为该电化学NO 2传感器的电解液,适宜的工作电压为1.2 V;该传感器的检测范围为0~0.010%(体积分数)时,精度为1.5%FS;该传感器的响应时间(τ90)为25 s,优于传统腔室类电化学气体传感器.

PPy-CeO_2复合薄膜柔性NO_2传感器的制备与气敏特性研究

以吡咯(Py)单体为前驱液,六水合三氯化铁(FeCl_3·6H_2O)为氧化剂,通过化学氧化聚合法与自组装相结合工艺在柔性聚酰亚胺(PI)衬底上制备聚吡咯-二氧化铈(PPy-CeO_2)复合薄膜。通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱分析(XPS)对纯PPy和PPyCeO_2复合材料进行了表征分析,结果表明PPy-CeO_2呈典型的核-壳结构。在室温条件下研究了纯PPy薄膜和PPy-CeO_2复合薄膜对二氧化氮(NO2)的响应特性,结果表明,PPy-CeO_2复合薄膜传感器显示出更优的响应特性,灵敏度为纯PPy薄膜传感器的12.6倍,且具有良好的重复性和选择性。最后讨论分析了PPy-CeO_2复合薄膜传感器的NO2敏感机理。

氧化钨纳米线气敏传感器的制备及其室温NO_2敏感特性

纳米结构的氧化钨有高比表面积和气体吸附能力,在气体传感器领域得到了广泛研究.本文采用磁控溅射金属钨薄膜和两步热氧化工艺在二氧化硅衬底上生长出氧化钨纳米线.通过改变第二步氧化温度,研究退火温度对氧化钨纳米线气敏特性的影响.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪和透射射电子显微镜表征材料的微观特性和晶体结构,利用静态配气法测试气敏性能.研究结果表明,经过退火处理后氧化钨纳米线密度略微降低,300℃比400℃退火后的氧化钨结晶性差,对应的表面态含量多,有利于室温气体敏感性.测试NO_2的气敏性能,经过对比得出300℃退火温度下制备的氧化钨纳米线在室温下表现出较很好的气敏响应,对6 ppm(1 ppm=10^(-6))NO_2达到2.5,对检测极限0.5 ppm NO_2响应达1.37.氧化钨纳米线在室温下表现出反常的P型响应,是因为氧化钨纳米线表面被氧气吸附形成反型层,空穴取代电子成为主要载流子所致.

多孔硅气体传感器的制备及其气敏性能的研究

以P＋型硅片为基底,利用双槽电化学腐蚀方法制备不同孔隙率的多孔硅（Porous Silicon）,介绍多孔硅气体传感器的原理和优点,通过SEM和AFM对PS薄膜的表面形貌进行分析,研究不同孔隙率条件下PS薄膜的气敏灵敏特性。结果表明：随着孔隙率的增加,PS薄膜的响应/恢复时间不断减小,薄膜对空气中较低浓度的NO2（体积分数为0.1×10^-5 - 6×10^-5）具有优异的敏感特性和响应特性。

层状Bi2WO6的制备及其对NO2的气敏性能研究

本研究采用水热法合成了层状Bi2WO6,并用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对合成的材料进行表征。用氧化钇稳定氧化锆(YSZ)和Bi2WO6组装气体传感器,并进行气敏性能测试。结果表明传感器对NO2具有很好地响应恢复性能。传感器在最佳工作温度下(550℃)的灵敏度可以达到64.72 mV/decade,同时传感器具有很好的稳定性、重复性和选择性。此外,本文还基于混合电动势机理对传感器的工作曲线做了解释。