LaF3基固体电解质CO/CO2气体传感器

在较低温度条件下,研究了以LaF3(掺杂)单晶或多晶为固体电解质,Sn,SnF2为参比电极,铂网为工作电极,构成的Sn,SnF2|LaF3(掺杂)|Pt(Ni)气体传感器·用该气体传感器分别测量了CO,CO2二种气体在体积分数5%～30%(以Ar为稀释气体)和温度293 15～343 15K条件下的EMF同CO,CO2气体体积分数、温度的关系,以及电池EMF达到平衡所需要的响应时间·由实验结果得出二种气体都表现出相似的规律性,即当温度一定,体积分数增加时,EMF随之增加;反之,当体积分数一定,而温度升高时,EMF随之增大;同一气体在相同的外部条件(体积分数、温度)下,单晶要比多晶的EMF高·二...     

全固态一氧化碳电化学传感器响应研究

采用化学还原方法制备了Pd-Nafion复合膜电极作为催化传感电极,研制了室温全固态电解质型一氧化碳传感器,考察了复合膜电极对一氧化碳/氮气体系产生电流响应的适宜电位,响应时间常数以及响应电流与一氧化碳体积分数的关系,并探讨了检测环境温度对传感器响应输出电流的影响.     

两电极温度差对氧传感器准确度的影响

准确而可靠地监测气体中的氧浓度,对于科学实验和工业生产是十分重要的。在使用二氧化锆基固体电解质氧传感器测定气体中氧含量时,工作电极和参比电极的温度差是测量误差的重要来源。本工作根据实验测定得到了两电极温度差(T_2-T_1)和气体流量 Q 的关系,其结果可以用下式表示T_2-T_1=aQ~b这里 a 和 b 是常数。用本实验结果,能够得到由二氧化锆基固体电解质氧传感器测得的准确而可靠的数据。本文还讨论了混合电动势和气流沿程阻力对氧测量误差的影响。为了改进氧传感器的性能,本文提出了一些建议。     

CaF2--SiO2型硅传感器辅助电极的制备及其定硅性能

以CaF2+SiO2作为硅传感器辅助电极材料,将其均匀涂覆于ZrO2( MgO)固体电解质表面,在高纯Ar气保护下,1400℃焙烧30 min制备得到定硅传感器.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及能量色散谱仪系统研究了制备条件对于焙烧后形成的辅助电极膜层组成、物相和微观形貌的影响.膜层中不存在CaF2,而是以SiO2固体颗粒、CaO·MgO·2SiO2固溶体及ZrSiO4为主.另外,探讨了辅助电极膜层中物相的变化对于膜层黏结性以及定硅性能的影响.在1450℃下对铁液中硅含量进行测试,传感器响应时间在10 s左右,稳定时间在20 s以上,而且传感器的重复性也很理想.当铁液中硅质量分数在0.5%~1.5%时,硅传感器测量值与化学分析法分析值相吻合.     

氧化锆基固体电解质材料的研究进展

作为固体氧化物燃料电池材料的首选,氧化锆基固体电解质材料在许多领域都有广泛的应用。本文首先介绍了氧化锆基固体电解质材料的导电机理,就几种重要的氧化锆基电解质材料的导电特性进行了综述,最后介绍了其应用前景。     

利用激光熔覆技术制备ZrO_2+MgS辅助电极涂层

利用激光熔覆技术在氧化镁稳定氧化锆(MSZ)固体电解质表面制备出了ZrO2+MgS辅助电极涂层.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了熔覆层的微观组织,并分析了影响涂层稳定性的因素.研究结果表明,熔覆层与基体结合良好,MgS粉体未完全分解和氧化,因此,利用激光熔覆法在氧化锆固体电解质表面制备ZrO2+MgS辅助电极方法可行.在1 600℃时,硫分压大于10-4.95Pa,MgS不发生分解;氧分压为10-55.78Pa时,硫分压大于10-46.36Pa,MgS不发生氧化.     

利用激光熔覆技术制备ZrO2+MgS辅助电极涂层

利用激光熔覆技术在氧化镁稳定氧化锆(MSZ)固体电解质表面制备出了ZrO2+MgS辅助电极涂层.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了熔覆层的微观组织，并分析了影响涂层稳定性的因素.研究结果表明，熔覆层与基体结合良好，MgS粉体未完全分解和氧化，因此，利用激光熔覆法在氧化锆固体电解质表面制备ZrO2+MgS辅助电极方法可行.在1600℃时，硫分压大于10-495Pa，MgS不发生分解；氧分压为10-5578Pa时，硫分压大于10-4636Pa，MgS不发生氧化.     

基于Pt电极和Nafion电解质的CO传感器研究

为有效地对大气环境中的CO气体进行监控, 设计和制作了一种可在室温下工作的新型结构Nafion基CO气体传感器。该传感器由活性炭过滤帽、 Pt敏感电极、 Nafion膜、 对电极、 分隔层和储水罐等部分组成。储水罐的设计提供了Nafion膜正常工作时所需要的湿度环境。采用化学沉积法在Nafion膜上制备Pt敏感电极的工艺条件。研究结果表明, 当反应物H2PtCl6溶液浓度为5 mmol/L、还原剂NaBH4溶液浓度为30 mmol/L, NaBH4溶液的pH值为13时, 制作的Pt电极具有最好的气敏特性。对体积分数为400×10^-6的CO测试时,响应电流为107 nA, 响应时间为40 s, 恢复时间为50 s。当CO体积分数在50～400×10^-6时, 传感器的响应电流值与CO气体浓度具有很好的线性关系。     

基于差分吸收检测技术的非分散红外CO2呼吸气体传感器

采用非分散红外(non-dispersive infrared,NDIR)气体传感器实时检测呼吸气体中的CO2气体浓度,进而反映人体运动机能和代谢功能等身体状态,可以满足人类日益增强的对自身健康状况进行了解的需求.利用电调制微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)光源和双通道热释电传感器分别作为红外光源和探测器,采用气室结构设计和压电微泵相结合的方法为传感器提供稳定的气体流速,设计出红外呼吸CO2气体传感器.通过测量不同CO2标准气体浓度下热释电传感器参考通道和测量通道的电压比值进行传感器标定,获得了在室温下、检测量程0％～8％内,绝对误差小于0.5％,相对误差3％,系统响应时间小于1.5 s的传感器,提高了基于NDIR气体传感器检测呼吸气体的抗干扰能力,可望满足运动机能和代谢功能检测等应用对CO2气体监测的需求.     

固体电解质氧气传感器抗电极中毒的研究

采用化学沉淀法制备出粒径较小的氧化锆粉体,基于固体电解质成型与烧结工艺．制作出氧传感器,试验结果表明：在标准动态测试条件下,氧气传感器在测量范围1％～95％,特征电流与氧气体积分数成指数关系,研究了多孔电极中毒机理,提出了2种中毒失效模式,研究了添加责金属钯和钌来改善电极抗中毒的方法。     

基于固态高聚物电解质一氧化碳传感器研究

以固态高聚物膜为电解质,用化学沉积法和浸渍-还原法制备了金属/聚合物的复合膜电极为气敏电极,组装成分别以电流型和电位型的CO电化学传感器,研究发现传感器的稳态输出电位与CO体积分数的对数呈线性关系;应用恒电位电解技术研究电流型传感器的传感性能,按电流 电压曲线确定其合适的外控电位,探讨了稳态扩散电流的产生,并在此外控电位下测定了传感器的线性应答。文中也研究了传感器的温度和湿度特性,研究表明在检测环境温度范围为30～45℃时传感器的温度系数为0.84μA/℃,从湿度特性发现在给定水蒸气分压下,输出电流与CO的体积分数之间具有线性关系,同时也随水蒸气分压增加而增大。     

Study on response time of SPE carbon monoxide sensor

The influence of structural design and the parameters of the working electrode on the response time of a solid polymer electrolyte (SPE) carbon monoxide sensor has been studied. Results show that the response time is mainly determined by the RC time constant of the catalyst layer and also related with the working electrode potential. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (107880233) Biography: Yang Jing (1972-), female, lecturer, reseorch direction: electrochemical sensors.     

低温固态电解质乙烯催化传感技术研究

以高聚物Ｎａｆｉｏｎ膜为固态电解质,利用混合压膜法制作传感催化电极,研制了低温固态电解质乙烯催化传感器。以氧为参比气体,Ｐｄ黑为电极催化材料,考察了Ｎａｆｉｏｎ膜含水量、不同粘合剂、电极片中Ｔｅｆｌｏｎ含量,以及温度对乙烯传感性能的影响,得出了较佳的膜电极制作工艺参数;以空气为参比气体,对乙烯传感也进行了一定探讨。     

MgS+TiS2固体电解质定硫探头的研制

以MgS+5%TiS2作为固体电解质,以Mo+MoS2作为参比极研制了定硫探头,并在1623K利用其对碳饱和铁熔液中的硫含量进行了测定·优化了定硫探头的结构,解决了电解质管的炸裂和漏气问题,同时采用特殊工艺抑制了硫化物水化·研究结果表明,该定硫探头的电动势信号稳定,重现性好,持续时间长,是一种比较成功的定硫探头·     

CNTs气体电极高效产H2O2及在直接蓝脱色中的应用

以碳纳米管等气体电极为阴极，石墨为阳极，构成电化学体系现场产生H2O2，考察电流密度对H2O2产生量的影响．结果表明：pH值为7、电流密度为20mA／cm^2、曝气量为1．3L／min时，通电1h，CNTs气体电极H2O2产生量为1036mg／L，是活性炭气体电极的1．7倍．以CNTs气体电极为阴极，Sb-SnO2／Ti电极为阳极，阴阳极联合降解直接蓝染料，60min脱色率达96％，且反应符合拟一级反应动力学．     

声表面波谐振型气体传感器的研究

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。     

CRF气凝胶的电化学性能测试研究

对CRF气凝胶在H2 SO4电解液中的电化学行为进行研究 ,表明CRF气凝胶在H2 SO4电解液中电化学性能稳定 ,得到的单电极的电容值比实测的双电层电容器的电容值要大 ,完善双电层电容器的制备工艺使得电解液供应充分 ,有望进一步提高双电层电容器的电容值 .理论计算得出的双电层电容器的电容值要大于实测电容值 ,优化电极制备条件使得CRF气凝胶电极的比表面积并没有被全部利用     

基于改性碳纳米材料的SF6放电分解气敏特性研究

为了解决本征碳纳米管在SF₆气体传感检测方面存在局限性的问题,研究了基于空气等离子体改性的本征碳纳米管气体传感器对SF₆分解气体中重要特征组分的气敏特性。利用空气等离子体对本征碳纳米管进行改性,引入空气等离子体预处理碳纳米管表面,研究改性碳纳米管在检测SF₆气体分解组分时的气体传感响应特性。结果表明：与本征碳纳米管相比,经空气等离子体改性的碳纳米管气体传感器对H₂S气体的电阻变化具有较高的灵敏度,响应时间短,并具有良好的重复性和稳定性;经空气等离子体改性的碳纳米管对SO₂气体电阻变化率的敏感性明显降低;不同掺杂比例的碳纳米管气体传感器对SOF₂和SO₂F₂的敏感性不同。因此,基于空气等离子体改性的本征碳纳米管气体传感器能准确反映SF₆气体的放电分解情况,可为准确检测SF₆气体的分解成分提供依据。     

椰壳类活性炭高温改性及吸附铝电解质熔盐中K~+的性能

利用SEM,ASAP2000M和FTIR对高温改性前后的椰壳活性炭的表面性能进行检测分析,并通过吸附铝电解质熔盐中K~+的实验对吸附动力学过程进行分析,研究高温改性对活性炭表面性能的影响和高温改性后活性炭吸附熔盐中K~+的性能.表面性能检测的分析结果表明,活性炭经过高温改性后比表面积由918 m~2/g提升至2 544 m~2/g,表面孔径分布得到优化,并且具有去除表面杂质的作用;同时,高温改性前后活性炭的表面官能团种类没有发生明显变化,说明高温改性后的活性炭能够在铝电解质熔盐中保持稳定的结构.吸附实验数据的分析结果表明,活性炭在铝电解质熔盐中吸附K~+的过程符合准二级动力学模型;并且,经35 min后达到吸附平衡,K~+最大吸附量为20.8 mg/g.