H2傳感器和最新敏感材料
采用NO直接氧化制備氮化氧化物作為絕緣層制備高性能Si基MOS肖特基二極管式氣體傳感器，這種肖特基二極管式氣體傳感器具有高的響應(yīng)靈敏度和好的響應(yīng)重復(fù)性，可以探測(cè)濃度約為10-6的氫氣。現(xiàn)在對(duì)特定的高溫環(huán)境下，檢測(cè)氣體有采用碳化硅代替硅，利用Pt作為電極，利用N2O氧化工藝制備金屬－絕緣體－SiC肖特基勢(shì)壘二極管氣體傳感器超薄柵介質(zhì)，這種傳感器能在高溫下穩(wěn)定工作。
將光纖傳輸、標(biāo)準(zhǔn)具透射、鈀膜的氫吸附、吸收光譜定量分析各種技術(shù)運(yùn)用為一體，開發(fā)出了這種傳感器。用一束單色光照射標(biāo)準(zhǔn)具，敏感材料鈀吸附了H2，氫氣就會(huì)吸收單色光，分析吸收譜線刻知?dú)錃鉂舛取?guó)外用Pd/PVDF膜制備了激光振幅可調(diào)的光學(xué)氫氣傳感器。該傳感器的檢測(cè)范圍為0.2%～100％。
Sb2O5-H2OH3PO4復(fù)合氧化物為固態(tài)電解質(zhì)，利用混合壓膜和蒸發(fā)的方法制作傳感催化電極和參考電極，研制了室溫全固態(tài)電解質(zhì)氫氣傳感器。也有用質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)，碳紙和鉑黑分別為電極的擴(kuò)散層和催化層，制作了恒電位式氫氣傳感器。通過(guò)在工作電極前面加設(shè)聚乙烯膜，增大氫氣擴(kuò)散阻力，可以將氫氣氧化電流與氫氣濃度之間的線性關(guān)系提高到氫氣濃度。
半導(dǎo)體氫敏傳感器是以金屬鈀（Pd）作為柵極，由Pd-TiO2/SiO2-Si構(gòu)成場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)鈀柵場(chǎng)效應(yīng)管吸收氫氣時(shí)，將使半導(dǎo)體的導(dǎo)電電子比例發(fā)生變化，因而使氫敏元件的阻值也隨著被測(cè)氫氣的濃度變化而變化，這種鈀極場(chǎng)效應(yīng)管對(duì)氫氣十分敏感，它具有吸附環(huán)境中氫氣的功能，而對(duì)其他氣體則表現(xiàn)惰性。這種氫敏場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)是選擇性強(qiáng)、靈敏度高、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好等。其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。
為提高靈敏度，將PtO-Pt納米粒子膜與TiO2、SnO2納米粒子膜復(fù)合，使膜層結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，研制出具有雙層結(jié)構(gòu)復(fù)合膜的新型氣體傳感器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PtO-Pt納米粒子膜的催化作用能顯著提高TiO2和SnO2膜的氫敏性能，TiO2/PtO-Pt復(fù)合膜和SnO2/ PtO-Pt復(fù)合膜對(duì)空氣中的氫氣有很高的選擇性。
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