【摘 要】
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钇稳定氧化锆（Yttria stabilized zirconia,YSZ）基固体电解质传感器因具备抗水蒸气干扰能力强、选择性好、响应快、结构简单、寿命长等优点,近年来成为挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）气体检测方面的研究热点。但是从国内外的研究中可以发现,基于氧化锆电化学气体传感器对甲醛气体的灵敏度较低,距实现室内痕量甲醛气体的有效检测还存在一定的距
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钇稳定氧化锆（Yttria stabilized zirconia,YSZ）基固体电解质传感器因具备抗水蒸气干扰能力强、选择性好、响应快、结构简单、寿命长等优点,近年来成为挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）气体检测方面的研究热点。但是从国内外的研究中可以发现,基于氧化锆电化学气体传感器对甲醛气体的灵敏度较低,距实现室内痕量甲醛气体的有效检测还存在一定的距离。针对大多甲醛传感器对低浓度甲醛的响应较小甚至没有响应的问题,本论文提出富集方法,先用吸附剂吸附低浓度甲醛一段时间,再以热解吸的方式使富集的甲醛迅速释放,提高甲醛浓度,从而提高了传感器对甲醛的响应。利用吸附管、活性炭、管式炉和热电偶组装的富集装置,测试了传感器对低浓度甲醛的响应变化。结果表明,通过富集可以显著增大传感器的灵敏度,使得传感器能对ppb级甲醛进行检测,且传感器响应与甲醛浓度呈良好的线性关系。研究不同富集条件（活性炭改性、脱附温度、富集时间）对富集效率的影响,实验结果显示,5%浓硝酸改性处理的活性炭表现出优异的甲醛吸附能力;220℃下,活性炭吸附的甲醛具有最快的脱附速率;最佳富集时间为10～15min。快速响应是气体传感器在各种环境监测的理想特性。为了提高YSZ基电化学氧传感器的响应速度和回收率,采用激光烧蚀法对YSZ基板表面进行了改造,并研究了对三相边界（Triple Phase Boundary,TPB）的影响。结果表明,TPB密度的增加可以显著提高响应率,特别是在相对较低的工作温度（500℃）下,响应速率增加了70%。同时,该传感器在相对较低的工作温度下对还原性气体干扰表现出良好的选择性。研究结果为提高YSZ基电化学器件在中低工作温度下的响应、回收率和电化学催化活性提供了一种方便、可控的方法。
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