介孔-大孔复合无机膜声表面波气体传感器及其温度调制动态特性研究

室内空气污染正在威胁着人们的身体健康，被喻为人类健康的"隐形杀手"。声表面波（SAW）传感器具有高灵敏、低成本、易于集成化和阵列化等特点，在室内空气污染物的现场检测上有着十分广阔的应用前景。但是，目前对SAW气体传感器敏感膜的研究还存在不足：一方面生物和有机敏感膜稳定性差；另外一方面常用的无机敏感膜选择性和灵敏度低。本课题拟以无机敏感膜为基础，制备具有介孔-大孔复合结构的分级多孔无机敏感膜，增大敏感膜的比表面积和气体流通性，提高传感器的灵敏度，探讨其声波传播特性和气体扩散规律；采用动态调制工作温度的测试方法，提高传感器的选择性；结合基于石英基片和SPUDT双延迟线结构的检测器，研制检测苯类室内空气污染物的SAW传感器，并探索其敏感机理。为SAW传感器在室内空气污染检测上的应用提供理论和实验基础。

室内空气污染正在威胁着人们的身体健康，被喻为人类健康的"隐形杀手"。声表面波传感器具有高灵敏、低成本、易于集成化和阵列化等特点，在室内空气污染物现场检测上有着十分广阔的应用前景。但是，目前对声表面波气体传感器敏感膜的研究还存在不足：一方面生物和有机敏感膜稳定性差；另外一方面常用的无机敏感膜选择性和灵敏度低。本课题以无机SnO2材料为研究对象，在保证其稳定性的同时提高其灵敏度和选择性。研究了SnO2纳米结构敏感材料的构效关系，重点研究了介孔-大孔复合结构的SnO2敏感膜的制备方法和敏感特性，研究表面这种介孔-大孔复合的分级结构不仅增大敏感膜的比表面积和气体流通性，减少了响应和回复时间，而且提高传感器的灵敏度；在此基础上与声表面波技术结合，设计制作了基于石英基片和SPUDT双延迟线结构的检测器，将这种介孔-大孔分级结构的SnO2膜覆盖到声表面波检测器表面，研究了器件的稳定性、重复性和选择性等敏感性能。为SAW传感器在室内空气污染检测上的应用提供理论和实验基础。本项目共发表论文19篇，其中SCI论文16篇，EI论文15篇，申请国家发明专利7项，获得了“安徽省自然科学优秀论文”二等奖1项，培养研究生6名。