SnO,2基传统气敏材料改性及对CO,2气体的气敏特性研究

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1、中文摘要摘要Sn02气敏传感器早就被广泛地应用到可燃性、还原性气体的检测中，但对C02等相对性能较惰的气体的气敏性能一直表现不好。而在环境、农业生产等诸多领域都需要对C02气体进行检测。然而，目前的C02传感器主要有：电容型、电化学型、谐振型、固体电解质型等。但普遍存在灵敏度低、装置复杂、成本高、能耗大等缺点。所以作者采用纳米技术和半导化技术，力图研制一种Sn02气敏材料改性的CO2气敏元件，为研制实用的C02传感器奠定基础。本文用Sol—gel法制各了不同掺杂的超细Sn02粉体，采用DSC．TG、XRD、TEM、比表面积测试等手段对掺杂CuO的Sn02粉体进行了表征；将粉体

2、制做成厚膜气敏元件，并对纯Sn02气敏元件进行表面处理：对所得元件检测其对C02气体的灵敏度、选择性、响应时间和恢复时间：对CuO—Sn02气敏元件和La203表面处理的Sn02气敏元件的环境因素进行了一定的检测；并对CuO．Sn02气敏元件对C02的气敏机理进行了初步的探讨。通过对所得粉体的表征可以知道所得的粉体都为纳米级，比表面积大，表面活性高，并且在不同的热处理温度下所得的粉体的粒径和比表面积相差较大，确定600。C为较理想的热处理温度；对不同掺杂的Sn02气敏元件的气敏测试表明，掺杂4m01％CuO的Sn02气敏元件对C02气体的灵敏度高，并且有较好的选择性，用La2

3、03表面处理的Sn02气敏元件对c02气体的灵敏度也较高，但选择性不是很理想。通过对CuO—Sn02气敏元件和La203表面处理的Sn02气敏元件的环境因素检测表明，CuO—Sn02气敏元件的抗高温、低温和高湿性能均较理想，而La20，表面处理的Sn02气敏元件的抗高温和低温的能力较好，但抗高湿的能力欠佳。最后提出研究中发现的一些问题，并对传感器的发展做出了展望。关键词：Sn02，气敏材料，C02，气敏性能英文摘要ABSTRACTSn02gassensorsarewidelyusedfordetectingflammablegasandreductivegas，butlitt

4、leusedfordetectingC02foritsinertia．C02needbedetectedinsomeareas，suchasenvironmentprotect、agriculture．Untilnow,severaltypesofC02sensors，suchascapacitive—type、electrochemistry—type、resonance—typeandsolidelectrolyte—typeetc．arepoorinsensitivityandtheirdevicesarecomplicated、expensiveandlargeene

5、rgyconsume．SodopedandcoatedSn02gassensorsfordetectingC02mustbemadebyemployingnanometerandsemiconductorizationtechniques，Inmypaper,llano—sizeSn02werepreparedbytheSol—gelmethod．ThenthecharacteristicofthepowderswereinvestigatedbyDSC—TG、XRD、TEMandBET．Thickfilmelementsweremadeandtheirsurfaceswer

6、ecoated．Sensitivity、selectivityandreliabilitytoC02weredetected．LastsensingmechanismofCuO—Sn02gassensorsfordetectingC02wasstudied．Thepreparednano—sizepowdershadlargespecificsurfaceareaandhighsurfaceactivation．Thegrainandspecificsurfaceareaofpowdersasannealedatdifferenttemperatureweredifferen

7、t，consideredthat6004Cwasrationalannealedtemperature．Sn02gassensorsdoped4m01％CuOhadhighsensitivityandselectivityfordetectingC02．Sn02gassensorscoatedLa203weresensitivefordetectingC02，butwerepoorinselectivity．EnvironmentalexperimentationofgasSenSOrSindicate