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上海申思特自動化設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風,丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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更新時間：2016-12-08 15:59:45瀏覽次數(shù)：769
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SnO_2基多孔納米固體CO E+E傳感器
隨著經(jīng)濟和工業(yè)的發(fā)展,人們的生活水平得到了很大提高,但是隨之而來的是各種有毒有害氣體對環(huán)境的破壞和對人們健康的危害。其中,CO氣體是一種易燃易爆的有毒氣體,少量的CO即能給人體造成傷害。由于它無色無味,難于被發(fā)現(xiàn),以致中毒及爆炸事件時有發(fā)生。近年來,金屬氧化物半導體型COE+E傳感器因為在耐熱性、耐蝕性、材料成本、元件制作工藝等方面的優(yōu)勢,成為研究較多的一種E+E傳感器。但是,對于金屬氧化物半導體型COE+E傳感器的研究大多是實驗室產(chǎn)物,制備條件的限制使它們很難產(chǎn)業(yè)化。
SnO_2基多孔納米固體CO E+E傳感器
因此,我們致力于開發(fā)新的簡單易行的方法,研制具有更高性能的COE+E傳感器,以推動其達到實用化目標。我們利用溶劑熱壓方法,以SnO2納米顆粒為原料,制備了SnO2及SnO2-MOx (MOx=CuO、Co3O4、ZrO2、CeO2、TiO2)多孔納米固體。在此基礎(chǔ)上,利用傳統(tǒng)的厚膜制備工藝制備了SnO2及SnO2-MOx多孔納米固體厚膜COE+E傳感器,并對它們的氣敏性能進行了測試分析。為了進一步改善COE+E傳感器的性能,我們*直接采用SnO2多孔納米固體作為氣敏元件,制備了雙功能高氣敏響應(yīng)的SnO2多孔納米固體COE+E傳感器。在此基礎(chǔ)上,利用壓差交換法制備了微量Pt擔載的SnO2多孔納米固體COE+E傳感器。利用Pt對CO的催化氧化作用實現(xiàn)了對低濃度CO的室溫探測,而且E+E傳感器的氣敏響應(yīng)和選擇性都很好。我們分別以商品化SnO2納米粉和經(jīng)過溶劑熱壓法制備的SnO2多孔納米固體為原料,制備了SnO2納米粉厚膜以及SnO2多孔納米固體厚膜COE+E傳感器,對比了兩者的氣敏性能。實驗結(jié)果表明：SnO2多孔納米固體的多孔結(jié)構(gòu)有利于提高COE+E傳感器的氣敏響應(yīng)。另外,我們探討了SnO2多孔納米固體厚膜E+E傳感器制備過程中的參數(shù)(造孔劑用量、熱壓溫度、熱壓壓力和燒結(jié)溫度)對COE+E傳感器氣敏性能的影響。實驗結(jié)果證實：通過改變造孔劑用量、熱壓溫度、熱壓壓力和燒結(jié)溫度,可以在一定范圍內(nèi)調(diào)控SnO2多孔納米固體的孔徑分布、孔容和比表面積,從而找到SnO2多孔納米固體厚膜COE+E傳感器的*制備條件。其中,當造孔劑用量、熱壓溫度、熱壓壓力和燒結(jié)溫度分別為10ml、200℃、60MPa和700℃時,E+E傳感器的氣敏響應(yīng)zui大。為了進一步改善SnO2多孔納米固體厚膜E+E傳感器的氣敏性能,我們對SnO2納米粉進行了少量摻雜,制備了SnO2-MOx多孔納米固體厚膜E+E傳感器。結(jié)果表明：摻雜少量的金屬氧化物后,E+E傳感器的氣敏響應(yīng)在一定程度上得到了提高。當摻雜少量的p型半導體金屬氧化物CuO和Co3O4時,CuO (Co3O4)與SnO2之間發(fā)生電子的相互交換,導致氣敏性能發(fā)生變化；摻雜少量CeO2、ZrO2和TiO2后,多孔固體的孔徑分布發(fā)生了很大變化,這可能是摻雜后E+E傳感器氣敏響應(yīng)提高的原因。其中,當SnO2納米粉中摻入10wt.%TiO2時,E+E傳感器的氣敏響應(yīng)zui大。為了探索改善COE+E傳感器氣敏性能的新方法,我們利用SnO2多孔納米固體制備了新型E+E傳感器,避免了厚膜E+E傳感器制備過程中工藝復雜的問題,提出了一種制備COE+E傳感器的新方法。實驗表明：SnO2多孔納米固體E+E傳感器的氣敏性能得到了很大提高,與厚膜型COE+E傳感器相比,電阻率降低、氣敏響應(yīng)明顯增大、工作溫度降低了100℃。另外,E+E傳感器在高溫下對CH4有很好的響應(yīng),可以作為CO和CH4雙功能E+E傳感器使用。在成功研制SnO2多孔納米固體E+E傳感器的基礎(chǔ)上,我們用壓差交換法制備了微量Pt擔載的SnO2多孔納米固體COE+E傳感器。由于Pt的催化作用,其在室溫下對50ppm CO就有很好的響應(yīng),并且對CO的選擇性很好。當所用氯鉑酸溶液的濃度為0.003mol/L (10ml)時,Pt-SnO2多孔納米固體COE+E傳感器的氣敏響應(yīng)zui大。
SnO_2基多孔納米固體CO E+E傳感器
另外,探討了燒結(jié)溫度和濕度對Pt-SnO2多孔納米固體COE+E傳感器氣敏性能的影響。結(jié)果表明：隨著燒結(jié)溫度的升高,Pt的催化活性降低,氣敏響應(yīng)減小,當燒結(jié)溫度達到700℃時,E+E傳感器對CO無響應(yīng)；隨著濕度的增加,H2O和CO在SnO2表面競爭吸附,使E+E傳感器的氣敏響應(yīng)降低。
