【摘 要】
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SnO2气敏传感器早就被广泛地应用到可燃性、还原性气体的检测中,但对CO2等相对性能较惰的气体的气敏性能一直表现不好。而在环境、农业生产等诸多领域都需要对CO2气体进行检测
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SnO2气敏传感器早就被广泛地应用到可燃性、还原性气体的检测中,但对CO2等相对性能较惰的气体的气敏性能一直表现不好。而在环境、农业生产等诸多领域都需要对CO2气体进行检测。然而,目前的CO2传感器主要有:电容型、电化学型、谐振型、固体电解质型等。但普遍存在灵敏度低、装置复杂、成本高、能耗大等缺点。所以作者采用纳米技术和半导化技术,力图研制一种SnO2气敏材料改性的CO2气敏元件,为研制实用的CO2传感器奠定基础。 本文用Sol-gel法制备了不同掺杂的超细SnO2粉体,采用DSC-TG、XRD、TEM、比表面积测试等手段对掺杂CuO的SnO2粉体进行了表征;将粉体制做成厚膜气敏元件,并对纯SnO2气敏元件进行表面处理;对所得元件检测其对CO2气体的灵敏度、选择性、响应时间和恢复时间;对CuO-SnO2气敏元件和La2O3表面处理的SnO2气敏元件的环境因素进行了一定的检测;并对CuO-SnO2气敏元件对CO2的气敏机理进行了初步的探讨。 通过对所得粉体的表征可以知道所得的粉体都为纳米级,比表面积大,表面活性高,并且在不同的热处理温度下所得的粉体的粒径和比表面积相差较大,确定600℃为较理想的热处理温度;对不同掺杂的SnO2气敏元件的气敏测试表明,掺杂4mol%CuO的SnO2气敏元件对CO2气体的灵敏度高,并且有较好的选择性,用La2O3表面处理的SnO2气敏元件对CO2气体的灵敏度也较高,但选择性不是很理想。通过对CuO-SnO2气敏元件和La2O3表面处理的SnO2气敏元件的环境因素检测表明,CuO-SnO2气敏元件的抗高温、低温和高湿性能均较理想,而La2O3表面处理的SnO2气敏元件的抗高温和低温的能力较好,但抗高湿的能力欠佳。最后提出研究中发现的一些问题,并对传感器的发展做出了展望。
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