PPB级锆基安培型NO气体传感器性能的研究

采用丝网印刷技术制备了以In2O3为敏感电极的锆基安培型三电极NO传感器用以探测10-9级NO气体。用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对该传感器进行了理化分析;通过测量其在不同温度和不同NO浓度的气氛中的伏安特性曲线和时间响应曲线,研究了传感器的电流输出信号和NO浓度的关系以及时间响应特性。实验表明：在350℃~500℃测试温度范围内,极化电压为-60 mV,NO浓度变化为0~900×10-9时传感器响应电流的变化值Δcurrent和NO浓度之间存在较好的线性关系并且传感器在400℃时响应值最大。在被测气体总流量为100 cm3/min时,传感器信号90%的响应和恢复时间分别为18 s和12 s。传感器信号不受CO2浓度变化的影响,传感器的响应信号在测试时间里具有较好短期稳定性,但长期稳定性有待进一步提高。本文还采用阻抗谱分析方法对传感器的响应机理进行了初步的探索。     

基于特殊形貌NiO电极的混合电位型C3 H6传感器研究

研究了特殊形貌NiO对基于该类敏感电极的混合电位C3 H6传感器的影响,实验数据显示：线型结构NiO敏感电极传感器在600℃下具有最好的响应值,达到了60 mV,其90%的响应和恢复分别为15,25 s。此传感器在600℃对0%～0.05% C3 H6具有较好敏感性能,且响应信号与气体体积分数对数之间有良好的线性关系,其灵敏度达－50.26 mV/decade。经气相催化分析,在400～600℃和0.01% C3 H6下,线型形貌NiO电极的平均气相催化效率最低,为31.4%（其余两种分别为42.7%,52.4%）,进而表现最优的传感器性能。     

CO-C7H8双功能一体化固体电解质气体传感器的研制

采用溶胶-凝胶法合成NASICON固体电解质,并以NASICON为基体材料,Y2O3及ZnTiO3为敏感电极制作管式CO-C7H8双功能一体化气体传感器。研究表明,在350~450℃时,CO及C7H8浓度在(5~50)×10-6体积分数范围内,器件的EMF值与CO和C7H8浓度的对数分别呈现较好的线性关系。器件在400℃时对CO和C7H8的灵敏度分别为-40和64mV/decade。并且器件在此温度下表现出较好的选择性和响应恢复特性。     

固体电解质电位型CO气体传感器的研究

以NASICON(钠超离子导体)固体电解质为离子导电层,Y2O3为敏感电极研制了一种用于测定CO的电化学气体传感器.结果表明,器件对(5～50)×10-6范围内的CO具有较好的敏感特性.在400℃下,器件对CO的灵敏度为-45 mV/decade.并且器件对CO具有较高的选择性和良好的响应恢复特性.     

纳米Pt/聚吡咯/HRP酶共固定微电极传感器及对血清中H2O2的快速测定

将聚吡咯(PPy)和辣根过氧化物酶(HRP)以电聚合的方式沉积在微Pt电极(φ=10μm)上,再以电化学沉积法将纳米Pt颗粒沉积在电极表面,由此制备出纳米Pt/HRP-PPy共固定微电极传感器(Pt/HRP-PPy-nano Pt CME),研究了其电化学行为。在除O2的磷酸盐缓冲液(PBS)中,该电极加速了H2O2还原反应,而沉积在PPy上的纳米Pt显著催化了该反应。以计时电流法定量分析H2O2,在30℃的0.02mol/LpH=7.0PBS中检测H2O2,在0.001～0.3mmol/L浓度范围呈现线性响应,相关系数为0.9972,检测下限达0.3μmol·L-1(S/N=3)。该传感器对H2O2电流响应灵敏度高(0.42mA.cm-2·mmol·L-1)、迅速(7.3s)、稳定性好。此传感器表现出Michaelis-Menten行为,KaMpp为0.033mmol·L-1。较小的KaMpp值表明固定在微Pt电极表面的纳米Pt/HRP对H2O2具有较高亲和性。检测了实际人血清样品中H2O2,结果和对照方法一致,本电极可用作痕量H2O2生医传感器。     

氧化锡甲烷传感器的研究

以 Sn O2 为本底 ,掺杂以 Pd、Sb、Y、Nb等元素并进行外层催化处理 ,催化层由Al2 O3和 Pt组成 ,研制成能够探测 ( 50～ 1 0 0 0 0 )× 1 0 - 6甲烷、抗干扰性非常好的半导体气体传感器 .这种传感器对 C2 H5OH、H2 、CO等气体的灵敏度很低 .在催化层和底层敏感材料之间涂覆一层 Si O2 、α-Al2 O3隔离层 ,大大提高了传感器的稳定性     

电化学CO气体传感器及其敏感特性

介绍了电化学CO气体传感器的结构,辅助电极、Ag/AgCl参比电极的制作以及工作电极的修饰和制作方法,研究了该传感器对CO气体的敏感特性。实验结果显示:活化处理后的Pt溶胶修饰的Pt丝微电极对CO气体有良好的敏感特性,CO氧化峰尖锐、峰形良好,在低浓度范围内,其峰电流与CO的浓度成良好的线性关系,表明此传感器适于定量检测CO的浓度。     

Li2CO3/YSZ电极制备方法对CO2传感器性能的影响

借助X射线衍射和扫描电镜,研究烧结、熔融和承载三种典型Li2CO3/YSZ敏感电极制作方法对CO2传感器性能的影响.结果表明,三种方法均能制备出致密的Li2CO3/YSZ敏感电极薄膜,并在实验条件(500℃,CO2浓度范围(318～576800) ×10-6)下对待测气体中的CO2具有准确的响应;熔融法制作的电极薄膜颗粒较其他两种方法大,且由于电极体系中涉及Li2ZrO3和Li2CO3的相互转化反应,使得传感器长时间稳定性受到影响.     

Li2CO3-YSZ-SrCO3敏感电极的CO2电化学传感器研究

借助X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析方法,研究以Li2CO3-YSZ-SrCO3作为敏感电极的氧化锆(YSZ)固体电解质CO2传感器.结果表明,在实验条件(450℃,CO2浓度(34 100 ～ 576 800)×10-6)下,传感器对CO2浓度变化具有准确、快速的响应.Li2CO3-YSZ-SrCO3电极烧制温度对其性能有影响.750℃烧制时,ZrO2与Li2CO3和SrCO3反应较充分;725℃烧制时,反应较浅.比较而言,725℃烧制的传感器响应较好.     

CuFe2O4敏感电极微观结构对电势型氨传感器氨气响应性能的影响

以CuFe2O4为敏感电极,YSZ为固体电解质的电势型气体传感器被制备用于汽车尾气中氨气浓度的检测。CuFe2O4被溶胶－凝胶法制备并在900℃煅烧获得,通过分别在950℃ 、1000℃和1050℃烧结获得了具有不同微观结构的CuFe2O4敏感电极,并在650℃评估了它们的氨气响应性能,发现电极微观结构对响应性能有较大影响?1000℃烧结传感器的氨敏感度最高,其值为-68.5mV/decade。对320×10-6和20×10-6浓度的氨气的响应信号值分别高达-92.3mV和-8.3mV。它的优异性能与SEM和BET结果显示的它具有最多的TPB数量,适中的电极厚度和孔隙率有关,也通过EIS和极化测试被证实,传感器也拥有较好的氨气选择性和长期稳定性,表明CuFe2O4在电势型NH3传感器的实际应用中具有较好的潜力。     

面向食品质量检测的低功耗射频pH传感器设计

设计了一个检测食品质量的由两片纽扣电池供电、可持续工作30天左右的低功耗射频pH传感器.此传感器由一个由氧化铱(IrOx)电极和氯化银(AgCl)参比电极组成的pH电极、电压转换频率电路和无线通信电路三部分组成.电压转换频率电路将pH电极产生的灵敏度为-49.6 mV/pH的电压转换成灵敏度为-4.073 kHz/pH的频率信号,然后无线通信电路将频率信号调制后传送到阅读器.本文中用此传感器对储藏在5℃下的猪肉持续监测200 h,对储藏在30℃下的牛奶持续监测26 h,实验结果证明射频pH传感器可以用于食品pH随食品质量变化而变化的食品质量检测.射频pH传感器和阅读器系统可以实现准确、方便、长期的无线食品质量检测.     

氧化锌基乙醇气体传感器研制及特性研究

利用水热法合成了不同形貌的ZnO基纳米结构气敏材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜 (SEM)对其进行了结构表征和分析。制备成旁热式气体传感器,测试了其对乙醇(C2H5OH)的气敏特性。实验结果表明：基于ZnO纳米花制作出的传感器比纳米球状传感器对C2H5OH具有更高的灵敏度,在200oC下对50ppm的C2H5OH灵敏度为34.7,是球状ZnO基传感器的1.7倍;两种ZnO基传感器对C2H5OH均表现出较好的重复性,在最佳工作温度下对C2H5OH的响应恢复时间均在15秒以内;最后对ZnO基C2H5OH气体传感器的气敏机理进行了讨论。     

Solid-state potentiometric SO2 sensor combining NASICON with V2O5-doped TiO2 electrode

A compact tubular sensor based on NASICON (sodium super ionic conductor) and V₂O₅-doped TiO₂ sensing electrode was designed for the detection of SO₂. In order to reduce the size of the sensor, a thick-film of NASICON was formed on the outer surface of a small Al₂O₃ tube; furthermore, a thin layer of V₂O₅-doped TiO₂ with nanometer size was attached on the NASICON as a sensing electrode. This paper investigated the influence of V₂O₅ doping and sintering temperature on the characteristics of the sensor. The sensor attached with 5 wt% V₂O₅-doped TiO₂ sintered at 600 °C exhibited excellent sensing properties to 1–50 ppm SO₂ in air at 200–400 °C. The EMF value of the sensor was almost proportional to the logarithm of SO₂ concentration and the sensitivity (slope) was −78 mV/decade at 300 °C. It was also seen that the sensor showed a good selectivity to SO₂ against NO, NO₂, CH₄, CO, NH₃ and CO₂. Moreover, the sensor had speedy response kinetics to SO₂ too, the 90% response time to 50 ppm SO₂ was 10 s, and the recovery time was 35 s. On the basis of XPS analysis for the SO₂-adsorbed sensing electrode, a sensing mechanism involving the mixed potential at the sensing electrode was proposed.     

固体电解质SO2气体传感器的特性研究

采用溶胶-凝胶法合成NASICON固体电解质及ZnSnO3复合金属氧化物材料,并以NASICON为基体材料,ZnSnO3为敏感电极制作管式SO2气体传感器。研究表明,在325-430℃时,SO2浓度在（5～50）×10^-1体积分数范围内,器件的EMF值与SO2浓度的对数呈现较好的线性关系。器件在375℃时对SO2的灵敏度达到255mV／decade,并且器件在此温度下表现出较好的选择性和响应恢复特性。最后对其敏感机理进行了分析。     

固体电解质硫化氢气体传感器的特性研究

采用溶胶-凝胶法制备NASICON(钠离子导体)固体电解质及镍/钛复合氧化物材料。并以NASICON为离子导电层,镍/钛复合氧化物为敏感电极制作固体电解质硫化氢气体传感器。在260-380℃温度范围内,以镍/钛复合氧化物为敏感电极制作的器件对1.10-6～100.10-6硫化氢具有良好的敏感特性。在320℃时器件的灵敏度(斜率)为-72.4mV/decade。并且器件具有良好的选择性、抗湿性及响应恢复特性。器件对5.10-6,50.10-6硫化氢的响应时间为10s,4s和20s,40s。最后对器件的敏感机理做了分析。     

掺杂CNT的Fe2O3气体传感器对乙醇气敏特性的研究

采用酸化后的碳纳米管（CNT）对Fe2O3进行不同比例的掺杂,利用扫描电镜（SEM）对气敏材料进行表征,制作成旁热式气体传感器后在乙醇气氛中与Fe2O3气体传感器进行对比。重点分析了掺杂量,工作温度及气体浓度对传感器灵敏度及响应恢复时间的影响,并对气敏机理进行了详细研究。结果表明碳纳米管的适量掺杂有效的提高了传感器的灵敏度并缩短了响应恢复时间,其中在216℃时对50×10-6的乙醇气体灵敏度达3.4。