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)信號相對簡單以及較易微型化等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于有毒有害氣體、工業(yè)尾氣以及可爆可燃氣體的檢測中。在對氣體的檢測過程中，氣敏響應(yīng)是評價金屬氧化物敏感材料優(yōu)劣的一大標準。
　　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，二是通過改變測試條件（比如調(diào)控光、熱、力等外在條件）來激發(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、利用實驗室自主研發(fā)的泵吸式氣味分析儀網(wǎng)絡(luò)對所制備的材料體系進行性能表征，找出氣敏性能優(yōu)異的材料點。然后定義了恒溫測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材料進行聚類分析。上述實驗?zāi)苤庇^地說明改性元素和化合物組成比例對氣體傳感器性能的影響。
　　此外，針對于程序降溫過程中的敏感度遠大于恒溫測試的敏感度這種現(xiàn)象，將使用程序降溫手段來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