新型气体传感器

电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作第七章新型气体传感器及阵列电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作7.1概述7.2新型气体传感器目录电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作7.1概述7.1.1气体传感器及气体检测方法7.1.2气体传感器的分类电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作7.1.1气体传感器及气体检测方法A.概念B.气体传感器必须满足的条件C.当前使用的主要气体检测方法电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作A.气体传感器定义气体传感器是指能将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置或器件。电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作B.气体传感器必须满足下列条件(1)能够检测爆炸气体的允许浓度、有害气体的允许浓度相其它基准设定浓度．并能及时结出报警、显示和控制信号；(2)对被测气体以外的共存气体或物质不敏感；(3)性能长期稳定性好；(4)响应迅速、重复性好；(5)维护方便、价格便宜，等。电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作C.各种检测方法的选择问题一般情况下，要检测的气体种类是已知的，因此，检测方法的选择范围自然就缩小了。另外，传感器使用场所以现场和密闭环境为主，只是在选择标准方面有些不同。电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作7.1.2气体传感器的分类气体传感器从结构上区别可分为两大类：（1）干式气体传感器（2）湿式气体传感器凡构成气体传感器的材料为固体者均称为干式气体传感器；凡利用水溶液或电解液感知待测气体的称为湿式气体传感器。电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作气敏元件干式湿式接触燃烧式半导体式半导体陶瓷型厚膜型薄膜和微粒子型固体电介质式（ZrO2）红外线吸收式导热率变化式（热线，热敏电阻）以固定电位电解式为代表（极谱式，原电池式）电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作7.2新型气体传感器7.2.1聚苯胺复合薄膜气体传感器的制备及特性研究7.2.2有机薄膜晶体管气体传感器的制备及特性研究7.2.3质量敏感型有毒有害气体传感器及阵列研究7.2.4MEMS气体传感器电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作7.2.1聚苯胺复合薄膜气体传感器的制备及特性研究谢光忠电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作主要内容第一章相关背景简介及课题研究内容第二章器件结构选择及气敏测试系统组建第三章PANI及PANI/TiO2敏感薄膜的制备、表征及气敏特性的研究第四章PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB薄膜的制备、表征及气敏特性的研究电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作1.1课题的来源及意义课题的来源本课题来源于国家杰出青年科学基金――传感技术及其系统(60425101)项目。课题的意义进行环境监测保证人们的健康和生活电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作高分子电阻式气体传感器浓差电池式气体传感器声表面波式气体传感器石英谐振子式气体传感器1.2气体传感器的研究现状★电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作1.3本课题的研究内容薄膜表征器件制备气敏特性测试NH3气敏特性CO气敏特性SEM分析紫外可见光谱红外光谱PANI/SnO2PANI/TiO2质子酸掺杂剂表面活性剂不同聚合温度理论研究查阅文献材料选择器件设计结果分析实验内容PANI及PANI/TiO2电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作主要内容第一章相关背景简介及论文主要工作第二章器件结构选择及气敏测试系统组建第三章PANI及PANI/TiO2敏感薄膜的制备、表征及气敏特性的研究第四章PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB薄膜的制备、表征及气敏特性的研究第五章实验结论与工作展望电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作气体传感器的信号检出元件有两大类：(1)电学器件平面叉指电极(IDE)场效应管(MOSFET)(2)声学器件声表面波器件(SAW)2.1器件结构设计电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作2.1器件结构设计平面叉指电极结构电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作2.2气敏测试系统的组建····电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作2.3气体传感器的主要特性参数(1)器件电阻R0和RS(2)相对灵敏度S(3)响应时间T1及恢复时间T2(4)重复性及稳定性(5)选择性S00RRSR电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作主要内容第一章相关背景简介及论文主要工作第二章器件结构选择及气敏测试系统组建第三章PANI及PANI/TiO2敏感薄膜的制备、表征及气敏特性的研究第四章PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB薄膜的制备、表征及气敏特性的研究第五章实验结论与工作展望电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作(1)基片预处理(2)薄膜的制备3.1PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的制备PSS溶液1%的PDDA水溶液平面叉指电极PANI/TiO2敏感薄膜苯胺单体TiO2溶胶HCl溶液PANI/TiO2水溶液过滤PANI/TiO2滤液将处理好的基片浸入混合电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.2PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的表征PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的SEM分析电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.2PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的表征PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜紫外—可见光谱分析掺杂态聚苯胺一般有三个特征峰π-π*跃迁极子带-π*跃迁π-极子带跃迁薄膜波长λ(nm)λ1λ2λ3PANI362402859PANI/TiO2363425875电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.2PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的表征PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜红外光谱分析PANI/TiO2复合薄膜PANI薄膜与纯PANI相比，PANI/TiO2纳米复合材料的红外光谱略向低波数移动电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.3PANI/TiO2和PANI敏感薄膜气敏特性研究PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜传感器对NH3响应—恢复特性PANI/TiO2复合薄膜传感器PANI薄膜传感器电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.3PANI/TiO2和PANI敏感薄膜气敏特性研究PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜传感器对不同浓度NH3的灵敏度比较PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜传感器对不同浓度NH3气体的响应时间（T1）及恢复时间（T2）NH3浓度(ppm)T1/sT2/sPANI/TiO2PANIPANI/TiO2PANI23691117472561170264894274811735481411439电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜传感器对NH3重复性3.3PANI/TiO2和PANI敏感薄膜气敏特性研究PANI/TiO2复合薄膜传感器PANI薄膜传感器电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作PANI/TiO2复合薄膜传感器对不同浓度CO的响应—恢复特性(a)PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜传感器对不同浓度CO的灵敏度比较(b)3.3PANI/TiO2和PANI敏感薄膜气敏特性研究(a)(b)电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作PANI/TiO2复合薄膜传感器对23ppmCO重复性(a)PANI/TiO2复合薄膜传感器对NH3和CO的灵敏度比较，如图(b)3.3PANI/TiO2和PANI敏感薄膜气敏特性研究(a)(b)电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作(1)PANI/TiO2复合薄膜温度特性60℃下，PANI/TiO2复合薄膜对不同浓度NH3气体的响应—恢复特性(a)室温下和60℃下，PANI/TiO2复合薄膜对不同浓度NH3气体的灵敏度比较(b)3.3PANI/TiO2和PANI敏感薄膜气敏特性研究(a)(b)电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作(2)PANI/TiO2复合薄膜湿度特性室温下PANI/TiO2复合薄膜气体传感器的湿度特性3.3PANI/TiO2和PANI敏感薄膜气敏特性研究灵敏度随着湿度的增加而减小电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.4HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜表征HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜的SEM分析电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器对NH3响应—恢复特性3.5HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合膜气敏特性研究HCl掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.5HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合膜气敏特性研究HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器对不同浓度NH3的敏感特性HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器对不同浓度NH3气体的响应时间（T1）及恢复时间（T2）NH3浓度(ppm)T1/sT2/sHCl掺杂PTSA掺杂HCl掺杂PTSA掺杂236411224722612702441394324191171343114112342电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器对NH3重复性3.5HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合膜气敏特性研究HCl掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合薄膜传感器对NH3稳定性3.5HCl和PTSA掺杂PANI/TiO2复合膜气敏特性研究电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.6不同聚合温度PANI/TiO2复合薄膜表征不同聚合温度下HCl掺杂PANI/TiO2复合薄膜的SEM分析电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.7不同聚合温度PANI/TiO2复合膜气敏特性研究不同聚合温度下PANI/TiO2复合薄膜传感器对NH3响应—恢复特性0℃10℃20℃电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作3.7不同聚合温度PANI/TiO2复合膜气敏特性研究不同聚合温度下PANI/TiO2复合薄膜传感器对不同浓度NH3的灵敏度比较不同聚合温度下PANI/TiO2复合薄膜传感器对不同浓度NH3的响应时间（T1）及恢复时间（T2）NH3浓度(ppm)0℃10℃20℃T1/sT2/sT1/sT2/sT1/sT2/s23748225535477453294387064422943694645326542117649327540141653223436电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作10℃下PANI/TiO2复合薄膜传感器对NH3重复性(a)10℃和25℃下PANI/TiO2复合薄膜传感器对NH3的稳定性(b)3.7不同聚合温度PANI/TiO2复合膜气敏特性研究(a)(b)电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作主要内容第一章相关背景简介及论文主要工作第二章器件结构选择及气敏测试系统组建第三章PANI及PANI/TiO2敏感薄膜的制备、表征及气敏特性的研究第四章PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB薄膜的制备、表征及气敏特性的研究第五章实验结论与工作展望电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB复合薄膜的SEM分析4.1PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB复合薄膜的表征电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB复合薄膜的紫外—可见光谱分析4.1PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB复合膜的表征电子科技大学敏感材料与传感器课程组制作PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB复合薄膜气体传感器对NH3响应—恢复特性4.2PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB复合膜气敏特性研究PANI/SnO2复合薄膜传感器PANI/SnO2-TTAB复合薄膜传感器电子科技大