基于碳纳米管的气敏传感器研究进展

碳纳米管（CNTs）具有独特的电学、力学、物理、化学性能。可对许多气体进行选择吸附和快速检测。近年来,碳纳米管在气敏传感领域的研究及应用取得了显著进展。碳纳米管气敏传感器具有体积小、常温下即可检测、灵敏度高、响应速度快等优点。综述了本征碳纳米管气敏传感器、碳纳米管气敏传感器的功能化修饰、碳纳米管气敏传感器在呼吸检测中的应用等研究进展。为提高碳纳米管气敏传感器的气敏性能（灵敏度、选择性、响应时间和可重复性）、增大检测气体种类。目前主要通过使用不同材料（有机聚合物、金属、金属氧化物）对碳纳米管进行合理的功能化修饰。在进一步研究中,应重视发展除加热和紫外光照射之外的新脱附技术、研究复杂气体环境中特定气体的选择性检测、将传感器阵列技术用于CNTs气敏传感器、实现商业化的电子器件等问题及挑战。     

基于恒流桥的醇系物气体检测模型设计与实现

设计了一种基于恒流桥的SnO2气敏传感器检测模型,该模型利用恒流源实现气敏元件阻值与输出电压呈线性关系,以提高气敏传感器检测准确度.实验结果表明传感器阻值随甲醇、乙醇、丙醇气体浓度增加呈乘幂函数衰减规律变化,检测浓度范围为0～1569.00mg.m-3,并对一定浓度范围实验数据进行归一化处理,能进一步提高测量准确度.     

燃气汽车适时检测报警器

介绍了一种车载检测报警器.检测装置以气敏传感器为主体,利用气敏传感器采集车厢内有可能泄露的天然气信号,并实现声光报警.     

化学气体信号的实时检测及处理

论述了利用半导体气敏传感器对化学气体浓度进行实时检测的方法并在大量实验基础上研究了半导体气教传感器的环境特性，以及通过硬件对环境影响的抑制和对非线性信号的处理方法。     

基于恒流电桥的SnO2气体传感器动态测试系统

为了准确测量室内苯气体含量,设计了一款基于恒流电桥的SnO2气敏传感器苯气体动态智能测试系统．并以C8051F020微处理器为核心,设计了恒流电桥测试电路,实现气敏元件阻值与输出电压呈线性关系．动态加热电路采用微处理器实时监测电源电压,自动调整输出PWM信号占空比,精确控制传感器加热温度,提高气敏传感器检测准确度．结果表明：传感器阻值随气体浓度增加呈乘幂函数衰减规律变化,检测苯气体质量浓度范围为87．86～1757．20mg·m^-3.本系统具有低功耗、高精度、智能化、低成本等特点．     

金属氧化物气敏传感器

根据检测气体的种类、组成成分和工作原理对气体传感器进行了分类,并详细介绍了金属氧化物的气敏机理和纳米技术对材料气敏性能的影响;着重从物理方法和化学方法两个方面介绍金属氧化物纳米颗粒的合成;探讨了气体传感器的发展方向.     

In2O3多孔有序薄膜的制备及其对丁酮气敏特性

利用气/液界面自组装法和溶液浸渍转移法制备了单层和双层氧化铟多孔有序气敏薄膜,并对其进行了气敏特性测试,同时利用多物理场耦合进行气敏特性仿真研究.结果表明,制备的气敏薄膜具有规则的孔道结构,孔壁呈现为具有大比表面积的片状结构.基于该气敏材料的气体传感器对丁酮表现出优良的气敏特性,单层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度350℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为15.37,响应时间仅为4.3s;双层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度375℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为20.45,响应时间为22.7s.仿真结果与气敏特性测试结果吻合较好.     

WO3基的气敏传感器的研究现状及气敏性能提升的机理分析

随着市场对有机挥发性气体检测技术要求的日益提高,金属半导体气敏传感器由于其工作温度较低、循环稳定性好、响应和恢复时间短等特点而受到广泛关注.三氧化钨(WO₃)作为一种典型的n型金属半导体气敏材料,由于其特殊的气敏特性而在探测各类有毒有害物质的领域中受到了人们普遍重视.传感材料的结构和形貌、暴露晶面、金属氧化物和贵金属离子的引入,对改善材料的气敏性能起着关键性的作用.文章介绍了WO₃气敏传感器材料对各种气体的应用,提出基于WO₃的气敏传感器研究过程中所面临的难题,并对其未来发展方向进行了展望.     

基于氧化铟气体传感器的研究现状

氧化铟作为一种比较新的气敏材料,在一定程度上解决了现有气体传感器中存在的选择性差和工作温度高等问题.近几年来大量的文献报道了氧化铟传感器检测O_3、 CO、 NO_2等气体.本文按照被检测气体的种类,从In_2O_3的气敏材料制备及气敏性能两方面对现有In_2O_3气体传感器进行了论述,并指出了In_2O_3半导体气体传感器的发展方向.     

CNT-SnO2复合材料的制备及甲醛气敏性的研究

甲醛作为室内装潢最主要的污染物之一,会对人们的健康造成危害。采用旁热式气敏元件的制备工艺,利用功能化后的碳纳米管对二氧化锡进行不同比例的掺杂,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对气敏材料进行表征;并在甲醛气氛中与二氧化锡气体传感器进行对比。分析了掺杂浓度,工作温度及气体浓度对传感器灵敏度和响应恢复时间的影响,对其气敏机理进行分析。结果表明碳纳米管的引入提高了二氧化锡传感器对甲醛气体的灵敏度缩短了其响应恢复时间;并且对低浓度的甲醛气体也有较好的响应。     

基于大叶三七红外光谱系统聚类分析的产地鉴别

运用红外光谱技术结合主成分分析和系统聚类分析快速鉴别大叶三七的产地.利用红外光谱测定了13个不同产地的大叶三七的红外光谱原始数据,对比标准正态变换、一阶导数校正、多元散射校正等常规预处理方法与小波变换处理的降噪效果,得知小波变换处理能大大降低原始红外光谱中的噪音和一些不需要的信息.利用小波变换后的红外光谱的标准化数据实现主成分分析和系统聚类分析来鉴别大叶三七的产地,主成分分析和系统聚类分析结果一致,可将13个不同产地大叶三七分为云贵高原、秦岭以南、秦岭以北等3类,即云南昭通(3号)、山西绵山(6号)、云南文山(11号)聚为一大类;陕西太白山(1号)、青海互助(2号)、云南迪庆(4号)、云南大理(5号)、甘肃麦积山(8号)、湖北神农架(9号)、甘肃六盘山(13号)聚为一大类;安徽黄山(7号)、陕西汉中(10号)、四川马边县(12号)样品聚为一大类.实验结果表明：红外光谱技术结合主成分分析和系统聚类分析可以快速、科学地进行大叶三七的产地鉴别,此法可以为中药材产地鉴别提供参考.     

常见谷物及红枣中特征金属元素分析研究

采用火焰原子吸收分光光度法测定了常见谷物及红枣中Fe、Mn、Cu、Zn 和Ca5种金属元素含量。利用主成分分析法进行特征金属元素的选取,同时对两类不同物种进行聚类分析,结果表明：主成分析法用于分析样中特征元素的提取和样本间聚类是一种具优势的分析方法。     

不同品种食用菌制备热反应肉味基料风味差异分析

为研究食用菌原料品种对食用菌源肉味基料风味的影响,以香菇、杏鲍菇、平菇、双孢蘑菇4种食用菌为原料制备肉味美拉德反应产物(Maillard reaction product, MRP),采用高效液相色谱法分析4种食用菌酶解液中游离氨基酸含量,通过描述性感官分析、气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS)和气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)分析4种MRP样品风味特征。结果表明:酶解液氨基酸组成存在显著差异;感官评价数据显示,4种MRP样品风味差异明显,其中以香菇酶解液为原料制得的MRP样品表现出最强的肉香属性;在4种MRP样品中,GC-IMS共鉴定出59种挥发性成分,GC-MS共鉴定出68种挥发性成分,不同MRP样品挥发性成分差异显著。主成分分析能够对不同MRP样品进行初步区分,正交偏最小二乘判别分析可以实现4种MRP样品的良好分离。基于变量投影重要性大于1,从GC-IMS和GC-MS分析结果中各筛选出10种化合物为区分不同MRP样品风味特征的差异组分,主要包括醛类、醇类、酸类和含硫化合物。这些组分的差异与不同食用菌原料中前体物质组成的差异密切相关。研究结果旨在为食用菌源热反应肉味基料的制备提供技术依据。     

窖面酒、醇甜酒与窖底酒中香气物质差异性分析

应用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱质谱技术（GC-MS）获得窖底酒、醇甜酒与窖面酒中的微量香气物质信息,然后应用多元统计分析方法如主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）等研究3组酒的差异性香气物质,并利用聚类分析（HCA）验证了差异性分析结果的正确性。结果表明：窖面酒、醇甜酒与窖底酒之间的差异性香气物质共有15种,其中准确定性9种,包括戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、十二酸乙酯、糠醛、苯甲醛、戊酸、庚酸。这些差异性香气物质的变化提供了醇甜酒与窖底酒不同的风格与口感特征。     

东海和黄海双斑（蟳）4个地理群体的形态学变异研究

运用单因素方差分析、聚类分析、主成分分析和判别分析对双斑（蟳）日照、胶南、吕泗和舟山渔场4个群体的形态学差异进行了比较研究.单因素方差分析的结果显示,4个取样点双斑（蟳）群体未达到亚种差异水平.聚类分析结果表明,日照渔场群体和胶南渔场群体的欧氏距离最小,胶南渔场群体与舟山渔场群体间的欧氏距离最大,黄海群体与东海群体之间存在差异性.判别分析结果支持聚类分析所得出的结论.由此认为,东海与黄海双斑（蟳）群体间存在一定的形态差异.     

草莓品种的数量分类研究

从植物学角度对４６个草莓品种的３２项形态学性状进行观测描述,在此基础上进行了主成份分析和聚类分析,主成份分析的结果表明：草莓形态的分化是多向的,因此在进行聚类分析时要尽可能选取具有分类意义的所有性状,聚类分析则是不同的聚类策略,其结果基本一致,只略有不同。     

基于主成分聚类分析的采矿方法优选

 采矿方法优选涉及到多指标体系的分类及综合评价问题,利用主成分分析简化了指标结构,将主成分分析与聚类分析相结合,提出了主成分聚类分析法,并基于该方法对来自某矿山的15个试样的采矿方法进行了优选。在此过程中,针对传统主成分分析方法的缺点和应用中可能出现的误区,通过均值化改进了主成分分析的特征提取,通过以主成分得分为新的数据基础做聚类分析改善了综合评价效果;对主成分含义给出了较为明确的解释;对主成分聚类、第一主成分得分、主成分综合得分的排序结果进行了对比分析。研究表明,主成分聚类分析法则既可以对多变量数据进行合理地分类,又能对各类优劣程度做出综合评价,能充分反映矿山的实际情况,终选出的采矿方法在工业试验后成效显著,验证了该决策方法是切实可行的。     

中日褐菖鲉群体耳石形态学比较分析

利用判别分析、主成分分析和聚类分析等多元统计分析方法,对中国、日本4个褐菖鲉群体耳石的8个形状指标和77个椭圆傅里叶参数进行分析.判别分析结果显示,这4个褐菖鲉群体综合判别正确率为89.1%,各群体判别正确率在79.2%~100%之间;聚类分析结果显示,中国惠州和海口的褐菖鲉群体聚为一支,日本横须贺和伯方岛群体聚为另一支;主成分分析结果显示,前17个主成分累积贡献率为96.25%.研究结果表明中国、日本褐菖鲉群体在耳石形态上存在显著差异.     

11个不同产地枸杞子中微量元素和黄酮的主成分分析

利用主成分分析对11个不同产地枸杞子中的5种微量元素和黄酮含量进行分析,找到微量元素和黄酮的含量与枸杞子质量优劣的相关关系,得到不同产地的枸杞子质量优劣的综合排名.然后利用聚类分析对11种不同产地枸杞子进行聚类,结果恰好与主成分分析结果一致,说明主成分分析法所建的枸杞质量优劣评价模型稳定可靠,可以为枸杞子质量优劣评价研究提供一定帮助.     

不同基源石菖蒲药材挥发油指纹图谱研究

建立石菖蒲挥发油气相(GC)指纹图谱,为不同基源石菖蒲指纹图谱鉴别提供依据.采用蒸馏法提取挥发油,气相色谱法测定指纹图谱,结合质谱、保留指数、相关文献和NIST17.L标准谱图库对部分色谱峰定性鉴别,并通过相似度评价和主成分分析不同基源石菖蒲所含主要挥发性成分差异.结果显示,石菖蒲指纹图谱共有18个共有成分,确定了其中的9个成分,相似度评价和主成分分析可以准确区分不同基源的石菖蒲药材.所建立的指纹图谱测定方法可以用于石菖蒲药材的基源鉴定,研究结果为石菖蒲药材真伪品鉴定提供了实验依据.