基于CeO2-Co3O4纳米纤维的催化发光式甲醛传感器研究

采用双喷嘴静电纺丝法制备了CeO2-Co3 O4纳米纤维,将制备的CeO2-Co3 O4纳米纤维均匀涂覆于 ω型加热线圈表面形成催化发光薄膜,设计了一种新型催化发光甲醛传感器.采用X射线衍射仪、 扫描电子显微镜、 全自动程序化学吸附仪和X-射线光电子能谱仪,表征了Co3 O4-CeO2纳米纤维的相组成和微观形貌,讨论了甲醛在CeO2-Co3 O4催化剂表面的电化学特性和催化发光机理.在优化条件下,即波长500 nm、 温度550℃ 、 载气流速0.2 L/min,甲醛传感器件(Ce30)催化发光强度与甲醛浓度在1.2~50μg/m3范围内有良好的线性关系,灵敏度为40.04 a.u./(μg/m3),检出限为1.2μg/m3,动态响应和恢复时间分别为2.4和3.5 s.此传感器可用于汽车尾气中甲醛浓度检测,相对误差范围为0.4%~1.1%,相对标准偏差RSD<3%(n=6).     

基于氧化锌/聚苯胺复合材料的薄膜型甲醇传感器研究

采用低温水热法制备了纳米氧化锌(ZnO),并利用原位聚合法制备了ZnO/聚苯铵复合材料。将制备的ZnO/PANI纳米晶粒均匀涂覆于刻有叉指Pt电极玻璃基底表面形成敏感薄膜,设计了一种薄膜型甲醇传感器。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱(XPS)仪表征了ZnO/PANI纳米晶粒的相组成和微观形貌,分析了敏感薄膜成分配比对甲醇气敏机理和电化学特性,测试了甲醇传感器敏感特性、温度特性、湿度特性、动态响应和选择稳定性。结果表明,以PZ50纳米晶粒为敏感薄膜的甲醇传感器,在温度为30℃、甲醇气体浓度为25 mg/m~3时,传感器响应最大值为1795.6,相对湿度限值为90%,动态响应和恢复时间分别为6.9和19.6 s。此传感器对N_2O、甲醛、乙醇、丙酮和1,3-丁二烯等气体无明显响应,在汽车上连续使用12周后,响应衰减了2.3%。