化學(xué)專業(yè)外文資料翻譯--具有高靈敏度的甲醛氣體傳感器的制備及其氣敏特性-展示頁
2025-05-27 15:25本頁面
【正文】 物半導(dǎo)體。 雖然半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器提供了對有毒氣體 或可燃性氣體的安全檢測，但是他們?nèi)匀挥幸欢ǖ木窒扌?，如靈敏度，選擇性，長期穩(wěn)定性等等。制造氣體傳感器被認為是一個理想的監(jiān)測氣體的手段。然而，調(diào)查結(jié)果表明，因為它是揮發(fā)性有害化合物，所以甲醛會對人體造成許多損害。此外，它還是消費產(chǎn)品中一個中間添加物，如洗滌劑和肥皂。結(jié)果表明，在低操作溫度該傳感器對于甲 醛具有良好的反應(yīng)性能，使他們成為甲醛氣體檢測最有希望的候選 材料 。最終的材料的狀態(tài)和傳感層的形態(tài)通過 x射線衍射和掃描電子顯微鏡分別在焙燒前后觀察到其特點。 — 38 — 中文 2974 字 出處： Sensors and Actuators B: Chemical, 2020, 131(1): 301305 1 外文資料 翻譯 譯文 具有高靈敏度的甲醛氣體傳感器的制備及其氣敏特性 相對甲醛混有氧化鉻的氧化銦氣體傳感器特性已經(jīng)研究過了。間接加熱式氣體傳感器是用敏感材料進行制備的。操作溫度對傳感器響應(yīng)的影響氧化鉻和氧化銦傳感器的氣體濃度特性的對比已經(jīng)研究過了。 1介紹 作為一個重要的工業(yè)化學(xué)品，甲醛被應(yīng)用于制造業(yè)，建筑板，膠合板和漆這樣的材料。由于其殺菌性能也可用于藥理學(xué)和藥物中。因此，需要一種有效的方法來監(jiān)測甲醛進而進行氣體環(huán)境測量與控制。我們目前的調(diào)查主要涉及與甲醛的檢測。為了克服半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器的缺點，半導(dǎo)體金屬氧化物的制備與摻雜的研究已經(jīng)做過了。 就傳感機制來說，顆粒的大小，缺陷，表面與界面的性能和化學(xué)計量學(xué)直接影響了傳感器表面的氧化物種類的狀態(tài)和數(shù)量，最后影響了金屬氧化物傳感器的性能。作為一個單組分氧化物，由于其良好的靈敏度，氧化銦是一種很有前途的氧化性氣體檢測的候選者。他們已經(jīng)很好的研究了檢測大部分重要氣體的傳感器材料，如乙醇，一氧化碳，二氧化氮，和氫氣。在本次調(diào)查中，用固態(tài)合成技術(shù)制備氧化鎘和氧化銦的混合物，通過X 射線衍射和掃描電鏡圖像來觀察其特點。甲醛傳感器中混合物的特性也就確定了。根據(jù)我們的初步實驗，氧化銦或氧化鎘對于甲醛來說不具有良好的傳感特性。不同階段碳酸鹽 – 氧化銦樣品的成分已經(jīng)研究過了?；旌险麴s去離子水的碳酸鹽 – 氧化銦樣品仔細研磨至約 50500 納米大小的顆粒。 X射線衍射（ X射線衍射 , Rigaku D/MAX3B粉末衍射儀）有著用于鑒定階段目標的銅質(zhì)物和 K 輻射（λ =176。該樣本是從 10 度 到 70176。為一個單位進行掃描。的速度進行掃描，λ是 X 射線的波長，θ是衍射角， B是真正的半個波峰寬度。 該間接加熱傳感器可以根 據(jù)文獻 [13]進行制備。鎳 – 鉻合金線纏繞在氧化鋁管上被用作電阻。這些元素在 650 攝氏度 的空氣中燒結(jié) 1小時。為了提高其穩(wěn)定性和重復(fù)性，氣體傳感器適宜在 150 攝氏度 的空氣中燒 1小時。氣體反應(yīng)β被定義為在真空和氣體中的電阻比。在本文中，我們主要討論在 650 攝氏度 焙燒的材料。氧化銦和氧化鉻峰值可以通過在 650攝氏度 情況下煅燒 1小時的樣品的外形進行觀察。 400 攝氏度 碳酸鹽分解，氧化鉻形成。 .另一方面，氧化銦的 X射線衍射峰的寬度在煅燒前后并不改變，從中我們可以看出氧化鉻能有效地抑制晶粒生長。 比較的結(jié)果是，掃描電鏡圖片顯示了制備和煅燒樣品中各種大小的粒子。圖 2（ a）和（ b）分別顯示了制備和焙燒過程中的掃描電鏡圖像。 傳感器的導(dǎo)電率取決于氣體種類，同時也取決于暴露在測試性氣體中的傳感材料的操作溫度，這些問題以經(jīng)解決了。操作溫度對反應(yīng)有重大影響。 — 40 — 可以看出，對于甲醛 氣體在低溫范圍內(nèi)，基于氧化鉻和氧化銦的傳感器具有優(yōu)異的氣敏特性。較低的工作溫度在應(yīng)用中是一個優(yōu)點。該傳感器對酒精和汽油有著非常小的反應(yīng)，但對于甲醛氣體有著較大響應(yīng)。本反應(yīng)是大大高于最近報道氧化鋅和氧化鉛，三氧化鎢和氧化鉛，鎳，和基于甲醛氣體的 。這一結(jié)果表明，氧化鉻和氧化銦是一個良好的檢測甲醛氣體的氣敏材料，可用于監(jiān)測和控制甲醛氣體。針對不同甲醛氣體濃度 (10– 100 ppm)的器皿傳感器如圖 5 所示。隨著甲醛氣體濃度的增加輸出電壓的增加呈線性關(guān)系并且有較短的響應(yīng)時間。 氣敏機理是基于 氧化鉻和氧化銦材料的電導(dǎo)的變化。氧的吸附取決于顆粒大小，較大的材料面積，和合適的傳感器操作溫度。氧從材料中捕獲電子，導(dǎo)致了空穴濃度的增加和電子濃度的減少。因此，氧化鉻和氧化銦傳感器甲醛氣體的減少是敏感的。穩(wěn)定性機制更為復(fù)雜和進一步的工作是得到了 一一個明確的認識。制作好的傳感器顯示了很大程度的反應(yīng)，高選擇性，快速反應(yīng)，和在低操作溫度時良好的恢復(fù)性。 鳴謝 這項工作得到了中國國家自然科學(xué)基金會和中國云南省自然科學(xué)基金支持。A) was used for the phase identification, where the diffracted Xray intensities were recorded as a function of 2θ. The sample was scanned from 10. to 70. (2θ) in steps of .. The mean crystallite sizes (Rx) were measured from XRD peaks at a scan rate of 2./min based on the Scherrer’s equation: Rx = (Bcos θ), where λis the wavelength of Xray, θ is the diffraction angle, and B is the true halfpeak width. Scanning electron microscopy (SEM) photographs were obtained by XL30ESEMTMP, — 43 — Holland. The sensors of indirect heating were fabricated according to the literature [13]. The mixed material used as a sensitive body was fabricated on an alumina tube with Au electrodes and platinum wires. A Ni–Cr alloy wire crossing the alumina tube was used as a resistor. This resistor ensured both substrate heating and temperature control. The elements were sintered at 650 .C for 1 h in air. Thickness of the s
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