基于纳米氧化物电极和钠快离子导体的高性能VOC传感器的特性研究

基本信息
批准号:61240014
项目类别:专项基金项目
资助金额:10.00
负责人:钟铁钢
学科分类:
依托单位:辽宁工程技术大学
批准年份:2012
结题年份:2013
起止时间:2013-01-01 - 2013-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李国金,赵旺,李书艳,高明明,蒋芳,郭威,韩静
关键词:
钠快离子导体VOC纳米氧化物气体传感器
结项摘要

Voc gases such as formaldehyde,toluene in closed environment(house,office,car etc) seriously affected the health of human beings.More and more strict indoor environmental standards have been established by the world.Therefore, research and development of high performance VOC gas sensor is becoming the research focus in the field of chemical sensors.The sensitivity,selectivity and reliability etc for the existing VOC sensors have not reached the requirements of practical.It is needed to breek through the bottleneck in sensitive materials preparation,sensor structure design and new perception mechanism exploration etc.High performance mixed potential type VOC sensor will be developed for this project combining nano oxide sensitive electrodes and NASICON solid electrolyte.The detection sensitivity to VOC will be improved through the nanorization and porousness of oxide sensitive electrodes.The selectivity will be perfected through nano doping and modified.The reliability will be improved through the design of burial counter electrode.Because it presents logarithmic relationship between the mixed potential as the test signal and VOC concentration,the perceptive manner for low concentration VOC detection has obvious advantages.Through the implimentation of this topic,we will not only develop high performance VOC sensor for practical, but also achieve new insights in preparation strategy of nano oxide electrodes,design method of new structure and perception mechanism of mixed potential.

密闭环境(住宅、办公室、汽车等)中的甲醛、甲苯等VOC气体严重影响了人类的健康,世界各国纷纷制定了越来越严格的室内环境标准,因此研究和开发高性能VOC气体传感器成为化学传感器领域的研究热点。现有的VOC传感器在灵敏度、选择性和可靠性等方面还没有达到实用化的要求,需要在敏感材料制备、传感器结构设计以及新型感知机制探索等方面综合突破上述瓶颈。本课题结合纳米氧化物敏感电极和NASICON固体电解质开发高性能混成电位型VOC传感器。通过氧化物敏感电极的纳米化和多孔化提高VOC的检测灵敏度,通过纳米掺杂和修饰改善选择性,通过埋藏式对电极的设计提高可靠性。由于作为检测信号的混成电位和VOC浓度的对数成比例,所采用的感知方式对低浓度VOC检测具有明显的优势。通过本课题的实施,不仅可以开发出面向实用的高性能VOC传感器,而且可能在纳米氧化物电极制备策略、新结构设计方法以及混成电位感知机制等方面获得新见解。

项目摘要

密闭环境(住宅、办公室、汽车等)中的甲苯、甲醛等VOC气体严重影响了人们的身体健康,世界各国纷纷制定了越来越严格的室内环境标准,因此研究高性能VOC气体传感器对于改善人们生活环境质量,提高健康水平具有重要意义。以钠超离子导体(NASICON)为代表的固体电解质气体传感器是继金属氧化物气敏器件之后迅速发展起来的一类气体传感器。项目以NASICON为离子导电层,以ZnTiO3、Co2O3复合或单一金属氧化物为敏感电极,制作了具有良好性能的甲苯、甲醇气体传感器。采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了所需要的NASICON材料,并利用XRD现代分析手段对NASICON材料进行了分析表征。对制备不同检测气体所需的灵敏电极材料进行了系统的研究。对所研制的几种气体传感器分别进行了比较深入的研究并取得了较好的进展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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