溶膠-凝膠法制備的SnO2氣敏材料對(duì)幾種有毒氣體的氣敏性能及其原位漫反射傅里葉變換紅外光譜研究.pdf

1、隨著工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境中有毒氣體檢測(cè)備受關(guān)注。金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)氣體傳感器有靈敏度高、穩(wěn)定性好和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用在有毒氣體檢測(cè)方面。原位漫反射傅里葉變換紅外光譜(in situ DRIFTS)技術(shù)普遍用來研究氣敏材料表面的反應(yīng)，可用來分析測(cè)試氣體在氣敏材料上的反應(yīng)機(jī)理。本文首先用溶膠-凝膠法制備出SnO2納米顆粒，然后測(cè)試了SnO2氣體傳感器對(duì)乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷與四氯化碳這四種有毒氣體的氣敏性能，最后通過DRI

2、FTS技術(shù)研究了這四種有毒氣體在SnO2氣敏膜上的反應(yīng)歷程。獲得如下結(jié)論：
　　(1)用溶膠-凝膠法制出的SnO2納米粉體是球狀，平均顆粒直徑是10～20nm，比表面積(BET)值：51.68m2/g。
　　(2)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制成SnO2氣體傳感器，測(cè)試了其在1-200ppm乙醚中的氣敏性能。研究結(jié)果表明：SnO2氣體傳感器在乙醚中表現(xiàn)出較好的氣敏性能，最優(yōu)工作溫度是380℃，最低檢測(cè)極限可達(dá)到1ppm，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值是2.

3、19。通過DRIFTS技術(shù)分別研究了350、380與400℃時(shí)，200ppm的乙醚在SnO2氣敏膜上的反應(yīng)歷程。結(jié)果表明：乙醚開始是以分子狀態(tài)吸附到SnO2氣敏膜上，接著生成乙基(CH3CH2)，乙氧基(CH3CH2O)，CH3CH2OH，HCHO，CH3CHO和C2H4，最終反應(yīng)產(chǎn)物為H2O和CO2。
　　(3)測(cè)試了SnO2氣體傳感器在二氯甲烷中的氣敏性能。研究結(jié)果表明：SnO2氣體傳感器在二氯甲烷中有較好的氣敏性能，最優(yōu)工作

4、溫度是350℃，最低檢測(cè)限可達(dá)到1 ppm，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值是1.10。通過DRIFTS技術(shù)分別研究了300、350與380℃時(shí)，200ppm的二氯甲烷在SnO2氣敏膜上的具體反應(yīng)歷程。結(jié)果表明：二氯甲烷先是以分子狀態(tài)在SnO2氣敏膜上吸附，接著反應(yīng)形成光氣、HCl和HCOO，最終生成COCl2, Cl2, H2O和CO2。
　　(4)測(cè)試了SnO2氣體傳感器在三氯甲烷中的氣敏性能。研究結(jié)果表明：SnO2氣體傳感器在三氯甲烷中有較好的

5、氣敏性能，最優(yōu)工作溫度是380℃，最低檢測(cè)極限可達(dá)到1ppm，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值是1.10。通過DRIFTS技術(shù)分別研究了350、380與400℃時(shí)，200ppm三氯甲烷在SnO2氣敏膜上的反應(yīng)歷程。結(jié)果表明：三氯甲烷分子開始是以分子狀態(tài)吸附到SnO2氣敏膜上，接著形成含一個(gè)碳原子的HCH、光氣和HCl，HCH之后被氧化成CO32-，而COCl2、H2O、CO2和Cl2是三氯甲烷反應(yīng)最后生成物。
　　(5)測(cè)試了SnO2氣體傳感器在四氯

6、化碳中的氣敏性能，并通過DRIFTS技術(shù)分別研究了280、300與350℃時(shí)，200ppm四氯化碳在SnO2氣敏膜上的反應(yīng)歷程。結(jié)果表明：SnO2氣體傳感器在四氯化碳中的氣敏性能不是很好，最優(yōu)工作溫度是300℃，最低檢測(cè)極限可達(dá)到1ppm，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值是1.15；四氯化碳也是先以分子狀態(tài)吸附到SnO2氣敏膜上，之后反應(yīng)生成光氣、CO32-、CO等產(chǎn)物；并且CO與CO32-可以繼續(xù)與二價(jià)氧負(fù)離子反應(yīng)生成CO2，光氣部分反應(yīng)形成CO2和Cl