基于半导体氧化物SnO2的甲醇传感器研究

来源 :海南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hnyqk
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着物联网的发展,气体传感器的作用正在逐步凸显,它是现代科学技术中用来防止早期气体泄漏的装置,在日常生活和工业生产中发挥着重要的作用。气体传感器具有低成本、易制造等优点,因此引起了人们对气体传感器的研究兴趣。学者们对气体传感器进行了分类。根据工作原理的不同,气体传感器被分为:半导体氧化物型、光学型、固体电解质型等。半导体氧化物型气体传感器可用于检测有机挥发性气体,如:甲醇、乙醇、甲醛、丙酮、二甲苯等。其中,甲醇气体会使接触者轻则产生皮肤瘙痒、视力下降,重则出现中毒、昏迷等不良症状,危害人身健康。所以,监测环境中甲醇气体的含量是必不可少的。本论文中采用水热法制备了二氧化锡(SnO2)气敏元件,辅以掺杂银(Ag)、铜(Cu)元素的方式对SnO2改性,并借助SEM和气敏测试系统对所制备的甲醇传感器进行表征和气敏性能测试,探究Cu掺杂和Ag、Cu双掺杂对改善传感器的甲醇气敏性能的影响。最后,结合敏感机理和测试数据,详细阐述了传感器性能改善的机理并评价出性能最佳的传感器件。本论文的具体研究内容及成果总结如下:(1)基于Cu元素掺杂的SnO2甲醇传感器的制作及气敏性能研究。首先,通过水热法制备Cu/SnO2基甲醇传感器并测试传感器气敏性能。经气敏性能测试表明,2.0at%的Cu/SnO2基甲醇传感器性能最佳,在最佳工作温度下(275℃)对100ppm甲醇气体的响应值达到2.37,响应时间约为6s。最后经敏感机理分析得出,Cu元素掺杂可能为吸附氧的转化以及甲醇气体分子与游离态氧阴离子间的相互作用起到了催化效应,从而提升了传感器的甲醇气敏性能。(2)基于银铜掺杂的SnO2甲醇传感器的制作及性能研究。为了研究Ag、Cu元素双掺杂对改善甲醇传感器气敏性能的意义,我们在2.0at%的Cu/SnO2传感器基础之上掺杂定量的Ag元素分析双掺杂SnO2基甲醇传感器的气敏性能。先前实验表明,2.0at%的Cu/SnO2基甲醇传感器性能最佳,故以Cu元素掺杂摩尔量2.0at%为基础,改变Ag与Cu元素的摩尔比,探究以不同Ag、Cu摩尔比掺杂量制作的甲醇传感器气敏性能。测试结果表明,样品C(Ag:Cu=3:2)甲醇传感器对100ppm甲醇气体的响应值为1.83,响应时间约为7s且具有同组性能最佳的优势。性能提升的主要原因是气敏元件上的孔隙结构对甲醇分子起到了很好的扩散作用,使甲醇分子能与更多的吸附氧作用,从而改善了甲醇传感器气敏性能。
其他文献
棉花黄萎病是由大丽轮枝菌Verticillium dahliae Kleb.引起的土传性病害,是限制我国棉花生产的主要因素之一。寻找高效环保的防治棉花黄萎病的途径是目前解决棉花产业可持续发展的首要任务。本课题组在实验室培养大丽轮枝菌过程中发现培养大丽轮枝菌的平皿上长满了细菌,而大丽轮枝菌被完全吞噬,所以初步推测该平皿中具有能够抑制大丽轮枝菌的细菌。为了验证这一假想,利用平板划线分离法从该平皿上分离
本文采用大涡模拟方法模拟了高雷诺数大气边界层中的跃移颗粒和悬移粉尘运动。其中,跃移颗粒模拟采用点力模型,悬移颗粒(粉尘)模拟采用被动标量模型,并且分别考虑三种不同湍流-跃移颗粒-粉尘的耦合方式(1)纯流场,地表均匀释放粉尘;(2)流场-跃移颗粒双向耦合,地表均匀释放粉尘;(3)流场-跃移颗粒双向耦合,地表随机释放粉尘。通过分析流场、粉尘与颗粒浓度分布与相关关系等,揭示湍流对粉尘输运过程的促进(抑制
金属有机框架化合物(Metal-organic frameworks,MOFs)因其独特的性能和丰富的功能而受到人们的广泛关注。与传统的多孔材料(沸石、活性炭和介孔二氧化硅)相比,MOFs以其大比表面积和超高孔容的不同结构使人们产生了浓厚兴趣。通过设计配体的不同官能团和调整金属有机框架的大小和几何形状,MOFs可以被制备成各种具有特殊功能的材料。本文基于上述材料特点主要做了以下研究:基于1,3,5
星际有机分子与生命起源、天体演化紧密相关。多环芳烃作为星际介质中演变成复杂有机分子的关键,通过建立化学模型对多环芳烃分子结构与形成机制的研究至关重要。论文对潜在的星际分子二苯并呋喃进行了开创性的纯转动光谱研究,结合量子化学理论计算,通过转动光谱分析,获得了分子结构的宝贵知识。论文首先综述了星际介质中多环芳烃的研究意义,然后系统地介绍了宽频傅里叶变换光谱的研究历程,着重阐述了宽频啁啾脉冲傅里叶变换微
沙尘气溶胶对气候和环境都有着重要的影响。在沙尘传输过程中,它会影响下游地区的空气质量;与局地排放的污染物相互作用,进一步对空气质量产生深远的影响。亚洲沙尘作为全球沙尘的重要组成部分,也一直是世界各地的学者密切关注的热点问题。目前的研究多集中于单一的星载或地基激光雷达对沙尘天气过程中沙尘气溶胶的光学性质进行分析,或者针对沙尘天气过程的气象成因进行讨论。而沙尘气溶胶与人为气溶胶是通过怎样的内混作用改变
微流控具有样品量小,低消耗,微型化,成本低,高通量检测等优点。光流控(optofuidic)器件就是将微流控系统与光学检测相结合,实现复合功能的新型器件。根据光学检测类型和微流控通道功能的不同,光流控传感器件可开展不同类型的传感检测,可以对分析物如蛋白质、核酸、细胞等进行快速实时原位的检测。表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)因其能给
遥爪型聚合物被定义为仅在主链的两端保留物理化学(或化学)活性的线性聚合物。近年来,遥爪型聚合物在亲疏水作用、库仑作用、π-π堆积、氢键相互作用、供体-受体相互作用、金属-配体配位作用以及特殊的金属-金属相互作用下表现出独特的自组装结构和有趣的流变特性,进而备受关注。具有d8电子构型的平面铂(Ⅱ)配合物因其有趣的光物理特性而受到广泛关注。它们倾向于形成Pt(Ⅱ)···Pt(Ⅱ)和/或π-π堆积相互作
石松科生物碱是一类广泛存在于自然界的重要含氮天然产物,由于其复杂的多环结构与潜在的药用价值,它们的化学合成已经引起了有机化学家、药物化学家的广泛研究兴趣。本论文主要以Lycopodine型石松科生物碱为研究对象,针对其独特的双环[3.3.1]氮杂桥头季碳结构,探讨了关键的羰基化合物“串联氧化脱氢/氮杂Michael加成反应”,并在此基础上开展了相关Lycopodine型生物碱的骨架构建研究。本论文
M(NO3)2·n H2O/NiCl2·6H2O在溶剂热条件下与主配体2,6-二氯苯甲酸(2,6-HDCB)和4,4’-联吡啶(4,4’-bpy)辅助配体反应生成了六种过渡金属有机配位聚合物(CPs)[Co(2,6-DCB)2(4,4’-bpy)2](1),[Ni2(2,6-DCB)4(4,4’-bpy)4·H2O](2),[NiCl(2,6-DCB)(4,4’-bpy)1.5](2a),[M(2
在益生菌产业中,全球益生菌市场增长率稳定约10-15%。我国起步晚,平均保持在17%。在当今社会中,消费者的消费方式和购物理念都因为网络的普及产生了天翻地覆般的变化,以前人们会去线下商超,现在线上各种商城销售渠道很多,曾经的实体连锁销售门店的销售方式已经不能让企业在网络时代的经营竞争中保持优势。企业必须拥抱变化,以网络客户的消费习惯为中心,否则就可能被时代发展的洪流所淘汰。本文以AB益生菌公司线上