TiO2-SnO2纳米晶膜紫外光照下对臭氧气敏性能的研究

以低温水热法制备了TiO2-SnO2复合纳米晶粒,采用提拉法涂敷于带有金电极的氧化铝陶瓷管表面形成敏感薄膜,设计了一种新型薄膜式臭氧传感器。采用X射线衍射仪、热场发射扫描电子显微镜、能量色散X射线谱仪和紫外-可见光谱能谱仪,表征了TiO2-SnO2纳米晶粒的晶体结构和微观形貌。采用紫外-可见吸收光谱法和电化学方法,讨论了TiO2-SnO2纳米晶粒对臭氧敏感机理与光电化学特性。在气体传感器静态测试系统上,采用XEDWS-60A型气敏元件分析仪测试了紫外光下臭氧传感器敏感特性、动态响应、抗干扰和稳定性。结果表明,以Ti与Sn摩尔比为6的TiO2-SnO2纳米晶粒为敏感薄膜的臭氧传感器,在相对湿度为40%和温度为25℃条件下,臭氧浓度为0.1~1.8μg/L时,有、无紫外光照射的臭氧传感器线性度分别为97.5%和78.5%,动态响应分别为2和9 s,恢复时间分别为5.5和15 s。此传感器对CO、NOx、甲醛、丙酮、丁醇和甲醇等气体具有良好的抗干扰性能。在汽车上连续使用12个月后,响应衰减了4.7%,响应正常时间为8.5个月。