表面修飾SnO-,2-氣體傳感器工藝研究及性能分析.pdf

1、SnO<,2>是重要的化工、陶瓷原料。SnO<2>氣敏材料是目前陶瓷半導(dǎo)體氣敏材料研究的重點和產(chǎn)業(yè)中的主體材料，但存在選擇性、穩(wěn)定性等問題，許多技術(shù)問題有待進(jìn)一步研究。 本文采用溶膠一凝膠法、半透膜滲析技術(shù)制備出SnO<,2>納米粉體。采用旁熱式結(jié)構(gòu)制成SnO<,2>氣體傳感器、Al<,2>O<,3>催化層修飾的SnO<,2>雙層膜氣體傳感器和TiO<,2>催化層修飾的SnO<,2>雙層膜氣體傳感器。 采用靜態(tài)配氣法測試

2、，結(jié)果表明，SnO<,2>氣體傳感器對乙醇較敏感，最高靈敏度可達(dá)12以上，對甲烷不敏感，可作為檢測乙醇?xì)怏w的氣敏元件。Al<,2>O<,3>催化層修飾的SnO<,2>雙層膜氣體傳感器在摻Pt質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％時，對甲烷較敏感，最高靈敏度可達(dá)5以上，對乙醇?xì)怏w沒有敏感性，可作為檢測甲烷氣體的氣敏元件。通過研究加熱電壓對氣敏性能的影響，發(fā)現(xiàn)加熱電壓為5V時，器件對甲烷的選擇性最好，靈敏度為5左右。TiO<,2>催化層修飾的SnO<,2>雙層膜氣

3、體傳感器在摻Pt質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％時，對甲烷氣體敏感性最好，最高靈敏度可達(dá)5以上，對乙醇靈敏度為2，與A1<,2>O<,3>催化層修飾的SnO<,2>雙層膜氣體傳感器相比，選擇性較差。 利用SEM觀察Al<,2>O<,3>(摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％Pt)催化層修飾的SnO<,2>雙層膜氣體傳感器的表面形貌，測試結(jié)果表明，敏感膜顆粒分布均勻，表面氣孔較多，尺寸為100nm的顆粒由20～30 nin小顆粒團(tuán)聚而成。Al<,2>O<,3>表面催化層

4、厚度為601xm，催化層顆粒不均勻，尺寸O.7μm的顆粒為三氧化二鋁，尺寸0.1μm的顆粒為摻雜物Pt。Al<,2>O<,3>催化層表面疏松，有利于氣體選擇性通過催化層，到達(dá)敏感層表面。 通過對SnO<,2>敏感機(jī)理分析，本文認(rèn)為Al<,2>O<,3>催化層對干擾氣體乙醇起催化燃燒作用，對CH<,4>氣體起催化活化作用，達(dá)到提高選擇性的效果。TiO<,2>材料具有氣敏性，但由于TiO<,2>比較致密，氣體不容易通過，影響SnO<