电化学燃气敏感元件及其敏感特性的研究

在三氧化钨粉体材料中加入4%瓷粉和不同质量分数的金属氧化物,以恒温600℃烧结1h制成旁热式厚膜气敏元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热功率与元件灵敏度的关系以及响应与恢复特性。研究结果表明,WO3基元件掺入一定质量分数的杂质在加热功率为600mW时能开发成不同的气体敏感元件。     

掺杂WO_3基丙酮气敏元件的研制

在WO3粉体材料中加入一定质量分数(w)的掺杂剂(Pt、Pd、PtO2、PdCl2、SnO2、SiO2、Al2O3),于恒温600℃烧结1h制作成旁热式丙酮气体敏感元件。采用静态电压测量法,研究和分析了不同的加热电压与不同掺杂配方元件灵敏度(β)的关系,进一步分析了掺杂剂对元件的响应与恢复时间的影响。实验结果表明,掺入质量分数为0.5%的Pt粉,在加热功率为600mW时,丙酮气敏元件的灵敏度提高约8倍,元件的响应时间和恢复时间分别缩短了约60%和88%。     

磁控溅射法制备WO3薄膜及其氢敏特性研究

采用直流反应磁控溅射法，在未抛光的Al2O3基片上制备WO3薄膜，在干燥空气中经过热处理；利用SEM观察薄膜表面形貌；通过XRD测量，对薄膜的晶体结构进行分析；薄膜氢敏特性测试采用静态配气法。经过400℃热处理，当工作温度在270℃时，对体积分数为3×10^-4%H2的灵敏度达到了77，稳定性较高、选择性好、响应时间在15s以内。WO3薄膜是一种较理想的氢敏材料，在氢敏传感器的设计中必定会得到足够的重视和广泛应用。     

WO3基汽油敏感元件的研制

在三氧化钨粉体材料中加入一定质量比的添加剂,以恒温6000℃烧结1小时制成旁热式厚膜汽油气体敏感元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度的关系以及添加剂对元件的气敏特性的影响。实验结果表明：WO3基汽油敏感元件掺入质量分数为0．5％的Pt,Pd在加热功率为200mW下能提高元件的灵敏度2倍。     

WO3的气敏特性研究

通过实验,结合气敏元件分析方法,对WO3气敏元件的气敏特性、响应与恢复时间、电阻特性、初期驰豫特性进行了系统分析。为进一步开发研制WO3气敏元件提供了可靠的数据。     

催化剂对WO3基燃气敏感元件的影响

在WO3粉体材料中加入催化剂(Pt,PtO2,Pd或PdCl2),于600℃烧结1 h制成旁热式厚膜可燃性气体敏感元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热功率与元件灵敏度(β)的关系以及催化剂对元件的响应–恢复时间的影响。结果表明:WO3基元件掺入质量分数为0.5%的催化剂,在加热功率为600 mW时,能提高元件的灵敏度2～10倍,元件的响应时间缩短63%～78%,恢复时间缩短84%～95%。。     

电化学乙醇气体敏感元件及其敏感特性研究

在WO3粉体材料中加入一定质量比的添加剂(Pt、Pd、PtO2、PdCl2、SnO2、SiO2、Al2O3),恒温600℃烧结1h制成旁热式厚膜乙醇气体敏感元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度β的关系以及添加剂对元件的响应与恢复时间的影响。实验结果表明:乙醇的气体体积分数为10-3,WO3元件掺入质量分数为0.5%的PdCl2,在加热功率为600mW下元件的响应与恢复时间分别为9.0s和11.0s,与纯WO3元件相比元件的灵敏度提高了约8倍。     

La2O3掺杂WO3纳米粉体的制备及气敏性能

以胶溶法制备的WO3和sol-gel法制备的La2O3为原料,采用固相研磨法制备了掺杂剂质量分数w(La2O3)为0.5%～7.0%的La2O3-WO3纳米粉体,利用XRD、TEM等测试手段分析了粉体的微观结构,采用静态配气法测试了由所制粉体制成的气敏元件对丙酮的气敏性能。结果表明,制得的La2O3-WO3纳米粉体结晶良好,平均粒径为60nm;当工作电压为4.5V,w(La2O3)为5.0%时,粉体在600℃下烧结制得的气敏元件对体积分数为50×10–6的丙酮的灵敏度可达37.6,响应时间和恢复时间分别是1s和11s。     

掺SiO2的WO3纳米粉体的合成及其NO2气敏特性

采用sol-gel法制备了一系列掺有SiO2的WO3纳米粉体,通过X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,测试了材料的气敏性能,探讨了煅烧温度、掺杂量、工作温度等对材料气敏性能的影响。研究发现:适量SiO2的掺杂有利于提高WO3对NO2气体的灵敏度,其中SiO2掺杂量为3%(质量分数)的气敏元件,在150℃工作温度下,灵敏度达713,响应–恢复时间分别为7s与26s。对WO3的NO2气敏机理也进行了探讨。     

氧化钨pH电化学传感器的H~+响应行为研究

采用WO3作为H+响应敏感材料,制备了WO3pH电化学传感器,对传感器的H+响应行为,如响应范围、响应灵敏度、响应时间等影响因素进行了分析。制备WO3工作电极的热处理温度对传感器的H+响应灵敏度与速度有影响,H+响应速度与溶液pH和温度有关,溶液中Na+,K+,F-对H+响应行为没有影响,但是受到I-,NO3-的干扰。     

Na+对WO3气敏性能的影响

分别用钨酸钠或钨酸铵溶液及浓盐酸作原料,用直接沉淀法制备了含Na+和不含Na+的WO3粉体,并用XRD及粒度分布测试仪对其进行了表征。结果表明:产物分别是WO3/Na2W4O13混合氧化物及纯WO3,前者的平均粒径为4.459μm,后者为1.366μm。气敏测试结果表明:含Na+的WO3/Na2W4O13气敏元件对体积分数为50×10–6的H2S的灵敏度是164,恢复时间为35s。纯WO3气敏元件对体积分数为50×10–6的NO2及Cl2的气敏性能较好,其灵敏度分别为468与1635。     

塑料衬底上制备WO3电致变色薄膜及其特性研究

采用真空电子束蒸发低压反应离子镀技术制备WO3电致变色薄膜,对比研究在玻璃衬底和塑料衬底上制备的WO3薄膜的物理特性、电化学特性和电致变色特性。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、和电子探针显微分析技术测试了WO3薄膜的表面形貌、晶体结构和成分比例等。采用分光光度计测试了WO3薄膜在原始态、着色态和退色态的透射光谱、透射率变化的时间响应。     

乙醇气敏传感器寿命分布研究

通过 QM-Y2型旁热式乙醇气体传感器的工作寿命试验和试验数据的处理 ,获得了该型传感器的寿命分布和分布参数以及可靠性水平 ,为评价和提高该气敏传感器的可靠性水平提供了依据。     

掺Sm3+的WO3纳米粉体的制备及其NO2气敏性能

通过固相研磨法制得了一系列掺有Sm3+的WO3纳米粉体,利用XRD、TEM等测试手段,对其物相﹑结构进行了表征。结果表明:掺Sm3+的WO3纳米粉体结晶良好,平均粒径为50nm。利用该纳米粉体制成气敏元件,并采用静态配气法测试了元件的气敏性能。研究发现:当掺杂x(Sm3+)=0.5%时,元件在160℃下对体积分数为30×10-6的NO2气体的灵敏度高达169,响应时间为8s,是一种较为理想的低温NO2气敏元件。