暂态电化学多组份气体传感器研究Ⅱ.电势脉冲调制型气体传感器

使用微电极并融合计算机控制的快速电势调制技术,推出了一类全新的暂态电化学多组份气体传感器--"电势脉冲调制型气体传感器”.与常规的稳态电化学气体传感器比较,优化了传感器性能,拓展了传感器新的功能和功能集成化.     

混合稀土氧化物掺杂SnO2气敏元件的研制

研究了Ｎｄ２Ｏ３与Ｓｍ２Ｏ３混合掺杂的ＳｎＯ２气敏元件的制作 工艺和敏感性能。测量结果表明,这种元件对乙炔气体敏感,且具有选择性好,灵敏度高等优点。     

城市煤气传感器的研制

本实验研究了Ａｇ２Ｏ掺杂ＳｎＯ２气体传感器的制作方法，并叙述传感器的烧结的制作技术，测试电路以及气敏特性等。试验结果表明，Ａｇ２Ｏ－ＳｎＯ２气敏元件对城市煤气有很高的灵敏度，而对乙醇蒸气，ＮＨ３和丁烷的灵敏度很小。     

四氧化三钴空心壳材料合成及其乙醇气敏性能

以分散均匀的氧化亚铜立方块作为硬模板,以氯化钴为金属源,通过"协同刻蚀"的方法获得氢氧化钴空心壳材料,并进一步热处理得到四氧化三钴空心壳材料.经过透射电子显微镜(TEM),并结合广角X射线衍射(wide-angle XRD)等手段,证实所得材料为结晶度良好的四氧化三钴空心壳材料.通过在旁热式气敏元件表面简单涂抹的办法制得气体传感器敏感器件,其乙醇气敏性能研究结果显示,该材料能在较低的工作温度(170℃)下对乙醇气体具有较好的响应,最低检测浓度达到0.001%.     

锆基电位型CO传感器的制备及其响应性能研究

为提高CO传感器的灵敏度, 采用丝网印刷技术制备了一系列以钇稳定氧化锆为固体电解质、以ZnO材料中掺杂不同比例的In₂O₃为敏感电极、以Pt为参比电极的片式结构电位型CO传感器, 并于特定的工作条件下测试其对不同气体组分的响应性能. 结果表明, 当掺杂比例为质量分数0.3, 烧结温度为1200℃且工作温度为500℃时, 传感器对CO气体的响应值最大, 达到-59mV, 接近未掺杂前的2倍, 传感器的灵敏度有很大提高. 并为阐述传感器的敏感机理, 开展了相应的材料结构表征(XRD/SEM)和电化学催化活性(阻抗谱)测试研究.     

碱土金属掺杂SnO_2气体传感器

本文阐述了SnO2-MgO,SnO2-CaO,SnO2-SrO和SnO2-BaO四种类型碱土金属掺杂SnO2气体传感器的制作工艺,烧结强度和测试电路。实验表明,该气体传感器对乙醇蒸汽和液化石油气有很高的灵敏度,而对H2和NH3气体不敏感。     

基于Ni-SnO2纳米颗粒的GS-PUF设计

气敏传感器具有气体识别、探测和监测等功能, 广泛应用于工业生产等领域, 但在泄漏预警时缺乏迅速识别和定位等功能. 本文基于传感器制备工艺偏差分析, 通过对传感器气敏机制的研究, 提出一种基于Ni-SnO2纳米颗粒的气敏传感器物理不可克隆函数(Gas Sensor-Physical Unclonable Function, GS-PUF)设计方案. 该方案利用掺杂Ni元素的方法, 结合静电喷雾沉积技术制备Ni-SnO2气敏传感器, 以获取更加稳定可靠的物理特征值, 然后采集气敏传感器对不同浓度下气体的响应数据, 最后利用随机阻值多位平衡算法比较不同组气敏传感器响应电信号值, 实现PUF数据输出. 制备每组样本可产生128位二进制数据的多组PUF样本, 进行对比实验. 结果表明, 所设计的GS-PUF具有气体泄漏源头识别定位的功能, 且随机性提升至99%, 唯一性达49.80%.     

MgO-SnO2薄膜乙醇气敏元件的研制

采用真空镀锡膜、锡膜氧化，浸泡掺杂的方法研制了掺MgO的SnO2薄膜气敏元件，在对乙醇、丙酮等八种气体的测试结果表明：MgO-SnO2元件提高了对乙醇的灵敏度和选择性，而对其余气体的气敏特性同未掺杂元件相类似，实验发现，随着浸泡液浓度的增大，元件对乙醇的灵敏度并不是单调地随之增大，而是出现了一个峰值，实验还发现经Mg(NO3)2溶液处理过的元件对乙醇的灵敏度与乙醇浓度之间的线性关系大大拓宽，在敏感机理方面，提出了流过元件电泫I的公式，该公式可以较好地解释实验现象，利用化学方法在SnO2薄膜中掺入MgO，所制备的元件既克服了烧结型元件的缺点，又克服了薄膜元件物理方法掺杂时掺杂量难以控制的不足之处，为开发新型薄膜气敏元件作了一种尝试。     

氮氧化物化学传感器

简要介绍了声表面波化学传感器、光纤化学传感器、半导体化学传感器和电化学传感器等各种类型的氮氧化物化学传感器的特点和基本原理，分析比较了各种类型传感器的优缺点，重点讨论了氮氧化物电化学传感器，并研究了利用固体聚合物作为电解质进行氮氧化物气体检测的可行性．     

实船撞击实验防撞装置的撞击力分析

实验研究了基于以钢丝绳为基本元件的新型柔性防撞装置的防护性能.利用DEWETRON数据采集仪及多通道同步采集传感器的信号,分析得到防撞装置在碰撞中受到的撞击力曲线.实验结果显示:靠近船舶撞击侧最近的非撞击侧位置受到的撞击力最大,属防护重点部位;在承受多次撞击后,防撞装置基本完好,且船舶在碰撞中的损伤也有所减低.     

甲醛在本征和锰掺杂石墨烯表面的吸附:第一性原理研究

为了探索石墨烯在甲醛气体传感器方面的应用,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,从理论上研究了甲醛在本征和锰掺杂的石墨烯表面的吸附机理.结果表明:锰的掺杂可以显著地增加石墨烯对甲醛气体的吸附能和电荷转移量,即锰的掺杂有效地提高了石墨烯对甲醛气体的灵敏性.增强吸附甲醛的原因可能是锰原子与甲醛中碳、氧原子之间的轨道杂化.结果表明锰掺杂的石墨烯有望发展为新型的甲醛气体传感器.     

绝缘表面和气体导电与湿度的关系

湿度对绝缘体表面电导和气体电导有一定的影响，但通常在湿度传感器的研究中忽略了气体电导的贡献。本文通过特殊设计装置来区分表面电导和气体电导，并分别从实验和理论上进行了定性的研究。     

基于最小二乘原理的电力变压器绝缘油色谱在线监测系统校准方法

将半导体传感器应用于电力变压器绝缘油色谱在线监测系统时,传统的直线拟合校准方法会出现测量误差超过限值、拟合气体浓度为负值等问题.基于此,本文采用基于最小二乘原理的直线、幂函数以及一元二次函数拟合方法,对半导体传感器检测的H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2等7种绝缘油中溶解气体的浓度数据进行拟合.通...     

压电晶体传感器用于检测二甲苯气体的研究

以冠醚聚合物为涂层的压电晶体传感器，对二甲苯气体显示出良好的选择性和吸附可逆性；对气体流速、环境温度、涂层物用量、干扰气体等因素对测量的影响进行了研究；使水汽的干扰可以完全消除，其测量的线性范围和灵敏度等综合性能指标能满足工作环境中的二甲苯的监测     

硫化氢电化学传感器的研究现状及发展

介绍了各种H2S电化学传感器的研究现状和发展前景，探讨了利用凝胶和固体聚合物作为电解质，进行硫化氢气体检测的可行性．     

复合稀土在SnO_2气敏元件中的应用

本文研究了添加Nd2O3和Sm2O3复合稀土氧化物的SnO2半导体气敏元件的气敏特性。在CO2、H2、CH4和C2H2等气氛中测量结果表明,元件对乙炔的灵敏度高、选择性好、工作性能稳定。     

基于SiO2纳米颗粒的无标记化学发光氯霉素适体传感器

经由食物链长期摄入氯霉素残留物会给人体带来各种危害和疾病。因此,建立快速、准确且高灵敏的食品中氯霉素检测方法具有重要意义。采用溶胶-凝胶法制备了表面氨基化的SiO₂纳米颗粒,并用X射线衍射、透射电镜和红外光谱对其进行了表征。然后,利用酰胺键和碱基互补配对作用在SiO₂纳米颗粒表面依次组装互补DNA链和氯霉素适配体,成功构建了无标记化学发光氯霉素适配体传感器。该传感器制备简便,其中的氯霉素适配体既可作为生物识别元件,又可与苯甲酰甲醛反应产生化学发光信号,无需标记信号分子。该传感器的氯霉素检出限为3.26×10^-9 mol·L^-1,且选择性较好。将该传感器应用于实际样品中进行加标,回收率在94.67%～103.00%之间,表明该适体传感器可用于食品中氯霉素的检测。     

电流型二氧化碳气体传感器件全固态电化学体系的研究

用聚丙烯腈（ＰＡＮ）、二甲亚砜（ＤＭＳＯ）和高氯酸四丁基铵（ＴＢＡＰ）制备了一种新型固体聚合物电解质．以恰当用量配比的ＰＡＮ－ＤＭＳＯ－ＴＢＡＰ聚合物电解质呈有高达１０－４Ｓ·ｃｍ－１的室温离子电导率和好的空间网状多孔结构,由其在金微电极上成膜构成的全固态电化学体系,在常温下对ＣＯ２气体有良好的电流响应特性．如此构型一体的全新的电流型ＣＯ２气体传感器,既消除了传统电化学传感器因电解液渗漏或干涸带来的弊端,又具有体积小、使用方便的独到优点     

量子点/多孔硅光子晶体生物传感器用于检测链霉亲和素

本文主要研究了基于量子点/多孔硅光子晶体制备生物传感器的可行性及其在生物检测中的实际应用.功能化多孔硅光子晶体器件与链霉亲和素连接形成生物特征元件.固定浓度的量子点标记的生物素与链霉亲和素发生特异性反应.多孔硅光子晶体的高反射带隙位于量子点发射荧光峰处,使得量子点的荧光信号得到放大.多孔硅光子晶体传感器的检测灵敏度明显提高,使检测限达到pM量级.     

葡萄糖生物传感器的研究

在铂电极上交联葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，制成双酶葡萄糖生物传感器，本传感器具有性能稳定，寿命长和灵敏度高的特点。