碳纳米管气体传感器研究进展

碳纳米管具有一维纳米结构、高表面吸附能力、良好的导电性和电子弹道传输特性等优异的力学、电学、物理和化学性能,成为制作纳米气体传感器的理想材料之一.近年来,各国研究者广泛开展了碳纳米管气体传感器的研究工作,并取得了许多显著成果.研究结果表明,碳纳米管气体传感器具有灵敏度高、响应速度快、尺寸小、能耗低和室温下工作等诸多特点.本文结合本研究小组近年来在碳纳米管气体传感器领域所做的大量研究工作,从环境监测、医学检测和国防军事等方面,对碳纳米管气体传感器取得的研究进展进行了综述,同时也阐述和分析了碳纳米管气体传感器的工作原理和制作过程.尽管面临诸多挑战,随着研究的不断深入,碳纳米管气体传感器仍有可能凭借其独特的性能优势成为当前商业应用气体传感器的有力竞争者.     

SAW气体传感器聚合物敏感膜材料研究进展

声表面波(surface acoustic wave,SAW)气体传感器具有灵敏度高、选择性好、响应时间短以及体积小,携带方便等优点,因而被广泛应用于环境监测、医疗卫生、化学侦检等领域中有毒有害气体的现场实时检测。敏感膜材料的特性是决定SAW传感器性能(如灵敏度、选择性、响应时间、寿命等)的关键因素。本文首先简要介绍了SAW气体传感器的响应原理和对敏感膜材料的要求,然后重点阐述了用于SAW气体传感器的有机聚合物敏感膜材料的研究进展,最后对其研究趋势做出简单预测。     

金属有机框架及其衍生的金属氧化物在电阻式气体传感器中的应用

高灵敏和选择性的气体传感器对于实时监测大气中有毒有害气体和早期的疾病诊断具有重要的意义.目前,传统的气敏材料仍然存在着许多问题亟待解决,例如:选择性差、检测极限不够低、使用寿命短等.作为一种多孔的配位聚合物,金属有机框架材料(MOFs)由于其超高的比表面积和较大的孔隙率在气体传感器领域已经得到广泛的应用.利用MOFs自...     

钼酸铋基气敏材料研究进展

气体传感器被广泛应用于检测工业和家庭中有毒有害气体。气体敏感材料是气体传感器中重要的组成部分,敏感材料的性质决定了气体传感器的性能。研制精度高、检测快、集成度高的气体检测器迫在眉睫。钼酸铋作为一种新型双金属氧化物气敏材料,具有高选择性、高敏感度的优势。本文从气敏机理、形貌控制、掺杂和复合材料构建方面对近年来钼酸铋作为气敏材料的研究进行了总结,并对钼酸铋基气敏材料未来的研究方向进行了展望。     

改性碳纳米管气体传感器

碳纳米管气体传感器具有灵敏度高、响应速度快、尺寸小和能在室温下工作等诸多优点,是一种很有前景的气体传感器.然而本征碳纳米管气体传感器只对少数几种气体如NH3、O2、NO2和SO2敏感,检测范围有限;而且这类传感器的检测灵敏度和选择性也有待提高.研究表明对碳纳米管进行改性可以克服这些缺陷.目前已有的改性方法主要包括对碳纳米管表面有机修饰、对碳纳米管掺入无机杂原子以及径向力学变形等.本文对改性碳纳米管气体传感器研究的最新进展进行了综述,分析了上述改性方法在扩大碳纳米管气体传感器的检测范围、提高检测灵敏度和选择性方面的优势和不足,并对其研究前景进行了展望.     

气敏新材料MXenes在呼出气体传感器中的应用

电子鼻结合人工智能对呼出气进行检测、分析和识别已成为非侵入性医疗检测领域的研究热点。然而,目前已报道的气体传感材料尚不能同时满足高灵敏度、高选择性和稳定的室温检测,阻碍了气体传感器在医疗健康领域的应用及发展,寻找合适的传感材料具有重要的意义和挑战。新型二维层状纳米材料MXenes具有种类多、比表面积大、导电性能强、表面含有丰富的官能团以及能带宽度可调等优异性能,是高灵敏、低能耗气体传感器的明星候选材料。本综述针对MXenes基材料的特殊结构,总结梳理了MXenes基材料在气体传感中的最新研究成果,聚焦于MXenes材料的气体传感机理和改性方法,对MXenes材料用于气体传感依然存在的问题和挑战进行深入探讨。     

乙基纤维素粘度对甲基膦酸二甲酯检测的影响

石英晶体微天平(QCM)作为一种质量敏感型传感器已广泛用于气体检测、气体成分分析、环境监测、免疫分析、军事化学等领域[1],其原理是依靠晶体表面涂覆的膜材料吸附气体的量所引起的频率变化来实现的,因而其性能很大程度上取决于膜材料的特性.乙基纤维素已用于化学战剂及其模拟剂的检测[2-3],但尚未见有文献对其粘度影响进行具体研究.本文在前期工作基础上[3],详细研究了不同粘度的乙基纤维素作为QCM膜材料对甲基膦酸二甲酯(DMMP)检测的影响,为传感器及膜材料在军事化学中的应用提供了方法和依据.     

多壁碳纳米管对沙林的敏感性研究

自碳纳米管被发现以来,由于其具有许多独特的电学、磁学、力学和气敏特性而引起了人们广泛的关注,在结构增强、纳米电子器件、场发射、储氢、传感器等众多领域具有非常广阔的应用前景,成为当前研究的热点之一[1,2].近年来,随着碳纳米管在传感器特别是气体检测领域研究的不断深入,碳纳米管为敏感材料的传感器已成功应用于对O2、NO2、NH3、H2等气体的检测研究[3],其中对NO2的检测可达到10×10-9(φ),但尚未见碳纳米管用于毒剂检测的报道.本文以碳纳米管作为石英晶体微天平膜材料,研究了碳纳米管的化学修饰方法及其对检测沙林的影响,结果表明经强酸加热氧化的碳纳米管对沙林响应大、解吸快、重复性好,可以作为传感器检测沙林的膜材料.该研究为碳纳米管在化学毒剂中的应用奠定了基础.     

气体非色散红外传感器研究进展

准确检测气体在现代战争、航空航天和应急救援等行动中起着至关重要的作用。非色散红外传感器是一种通过特定波长的气体红外特征吸收来定性、定量检测气体的传感器,具有实时检测、检测范围广、维护成本低和使用寿命长等优点。该文对气体非色散红外传感器的原理、仪器结构及其应用进行了综述,同时对气体非色散红外传感器的发展趋势进行了展望。     

不同种类敏感膜修饰的QCM气体传感器研究现状

石英晶体微天平(quartz crystal microbalance,QCM)是一种对质量变化敏感的器件,具有灵敏度高、成本低廉、操作简单、可实时在线检测等优点,在气体传感领域受到了广泛关注。敏感材料是石英晶体微天平气体传感器的关键组成部分,本文综述了不同敏感材料包括有机聚合物、超分子化合物、离子液体和分子液体以及近年来备受关注的纳米材料修饰的QCM对特定气体传感检测的研究现状,详细介绍了纳米材料为敏感膜的QCM气体传感器对不同气体传感检测的研究现状及相关敏感机理。最后,在国内外研究现状的基础上,展望了敏感材料的发展前景。QCM作为一种成本低廉、操作方便、测量精度高的气体传感检测器件,将会有更加广阔的应用前景。