程序降溫下金屬氧化物的氣敏性能與材料篩選研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展與人類生活水平的提高，氣敏傳感器的應(yīng)用越來(lái)越廣。金屬氧化物氣敏傳感器具有成本低廉、靈敏度較高、響應(yīng)信號(hào)相對(duì)簡(jiǎn)單以及較易微型化等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于有毒有害氣體、工業(yè)尾氣以及可爆可燃?xì)怏w的檢測(cè)中。在對(duì)氣體的檢測(cè)過程中，氣敏響應(yīng)是評(píng)價(jià)金屬氧化物敏感材料優(yōu)劣的一大標(biāo)準(zhǔn)。
　　提高金屬氧化物氣敏響應(yīng)主要有兩種方式：一是選擇優(yōu)質(zhì)的氣敏材料或者挖掘新的氣敏材料，二是通過改變測(cè)試條件（比如調(diào)控光、熱、力等外在條件）來(lái)激發(fā)金屬氧化

2、物材料潛在氣敏性能。而尋找優(yōu)質(zhì)的氣敏材料以及探索它們的敏感機(jī)理是氣敏傳感器的發(fā)展過程中最重要的環(huán)節(jié)。
　　本論文立足于對(duì)金屬氧化物材料高通量的篩選，挑選出氣敏性能優(yōu)異的氣敏材料。具體過程主要包括材料平行合成與高通量篩選。首先利用兩種成膜方式（絲網(wǎng)印刷技術(shù)和微滴預(yù)混轉(zhuǎn)印裝置）制備了兩種不同的材料體系：一是WO3，SnO2二元表面改性體系（72種表面修飾的材料）；二是SnO2-WO3-Co3O4三元復(fù)合體系（45種三元復(fù)合的材料）。再

3、利用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的泵吸式氣味分析儀網(wǎng)絡(luò)對(duì)所制備的材料體系進(jìn)行性能表征，找出氣敏性能優(yōu)異的材料點(diǎn)。然后定義了恒溫測(cè)試敏感度的最大值以及程序降溫下敏感度的最大值。隨后利用程序降溫下敏感度的最大值對(duì)材料進(jìn)行聚類分析。上述實(shí)驗(yàn)?zāi)苤庇^地說明改性元素和化合物組成比例對(duì)氣體傳感器性能的影響。
　　此外，針對(duì)于程序降溫過程中的敏感度遠(yuǎn)大于恒溫測(cè)試的敏感度這種現(xiàn)象，將使用程序降溫手段來(lái)改善金屬氧化物材料的氣敏性能。首先定義了平衡化學(xué)吸附氧和累積化