溶膠-凝膠法制備的SnO2氣敏材料對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)社會的發(fā)展，環(huán)境中有毒氣體檢測備受關注。金屬氧化物半導體(MOS)氣體傳感器有靈敏度高、穩(wěn)定性好和價格低廉等優(yōu)點，特別適合用在有毒氣體檢測方面。原位漫反射傅里葉變換紅外光譜(in situ DRIFTS)技術普遍用來研究氣敏材料表面的反應，可用來分析測試氣體在氣敏材料上的反應機理。本文首先用溶膠-凝膠法制備出SnO2納米顆粒，然后測試了SnO2氣體傳感器對乙醚、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技術研究了這四種有毒氣體在SnO2氣敏膜上的反應歷程。獲得如下結論：
　　(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)印刷技術制成SnO2氣體傳感器，測試了其在1-200ppm乙醚中的氣敏性能。研究結果表明：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℃，最低檢測極限可達到1ppm，對應的響應值是2.

3、19。通過DRIFTS技術分別研究了350、380與400℃時，200ppm的乙醚在SnO2氣敏膜上的反應歷程。結果表明：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，最終反應產(chǎn)物為H2O和CO2。
　　(3)測試了SnO2氣體傳感器在二氯甲烷中的氣敏性能。研究結果表明：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℃，最低檢測限可達到1 ppm，對應的響應值是1.10。通過DRIFTS技術分別研究了300、350與380℃時，200ppm的二氯甲烷在SnO2氣敏膜上的具體反應歷程。結果表明：二氯甲烷先是以分子狀態(tài)在SnO2氣敏膜上吸附，接著反應形成光氣、HCl和HCOO，最終生成COCl2, Cl2, H2O和CO2。
　　(4)測試了SnO2氣體傳感器在三氯甲烷中的氣敏性能。研究結果表明：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℃，最低檢測極限可達到1ppm，對應的響應值是1.10。通過DRIFTS技術分別研究了350、380與400℃時，200ppm三氯甲烷在SnO2氣敏膜上的反應歷程。結果表明：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是三氯甲烷反應最后生成物。
　　(5)測試了SnO2氣體傳感器在四氯

6、化碳中的氣敏性能，并通過DRIFTS技術分別研究了280、300與350℃時，200ppm四氯化碳在SnO2氣敏膜上的反應歷程。結果表明：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℃，最低檢測極限可達到1ppm，對應的響應值是1.15；四氯化碳也是先以分子狀態(tài)吸附到SnO2氣敏膜上，之后反應生成光氣、CO32-、CO等產(chǎn)物；并且CO與CO32-可以繼續(xù)與二價氧負離子反應生成CO2，光氣部分反應形成CO2和Cl