甲醛气体传感器[教育]

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1、摘要（屮文）（1）关键词（中文）（1）1弓丨言（1）2甲醛气体传感器结构、材料和敏感机理（1）2.1甲醛气体传感器的结构（1）2.2甲醛气体传感器的材料（3）2.3叩醛气敏传感器的敏感机理（3）2.4甲醛气敏传感器的研究现状（4）3金属氧化物甲醛气休传感器（5）3.1SnO2甲醛气敏元件（5）3.2ZnO甲醛气敏元件（5）3.3Fe2O3甲醛气敏元件（5）3.4掺朵对甲醛气敏元件气敏特性的改善（5）3.4.1ZnO-La2O3共掺杂对SnO?甲醛气敏元件气敏性能的改善（6）3.4.2ZnO屮掺杂La?O3对甲醛气敏元件

2、气敏性能的改善（6）4ZnO中掺杂La2O3甲醛气体传感器的性能研究（6）4.1ZnO屮掺杂La2O3T醛气敏传感器的制备（6）4.2ZnO屮掺杂La2O3甲醛气敏传感器的性能（6）4.2.1工作温度对元件灵墩度的影响（6）4.2.2烧结温度对元件灵敏度的影响（7）4.2.3甲醛浓度对元件灵蝕度的影响（7）4.2.4元件对甲醛气体的选择性（7）4.2.5元件响应一恢复曲线（8）5结束语（8）致谢（8）参考文献（8）摘要（英文）（9）关键词（英文）（9）甲醛气体传感器的研究摘要：木文介绍了甲醛气体传感器的结构、材料以及敏

3、感机理，并采用La2(X掺杂ZnO制备了旁热式甲醛气敏元件。通过WS-30A气敏元件测试仪系统分析表明:在0.05%、0.1%、0.15%.0.25%、0.5%、0.65%六种掺杂比例中，掺杂0.1%LaA并用500-C烧结且工作温度为210°C的元件对甲醛的灵敏度有显著的效果。对体积分数为5ppm的甲醛气体，元件的灵敏度达到了3.8,响应和恢复时间分别为8s和20s。对元件气敏机理进行了分析。关键词：ZnO；皿0：＜掺杂；气敏元件；屮醛引言甲醛现在被各界普遍认为是室内笫一杀手，它的释放期长一般为3-15年，其对人体尤

4、其是婴幼儿、孕期妇女、老人和慢性病患者其为严重。室内甲醛气体释放周期较长，轻微超标时居住者不易察觉。超标四五倍时，居住者才能嗅岀气味⑴。可见甲醛是一•种原生质毒物，毒性强而潜伏周期长。室内空气屮的甲醛主要来源装修材料。随着人们生活水平和生活质量的H益提高，宗内装修装修热潮越來越高，室内甲醛气体对人体健康的影响非常巨大，做甲醛检测已成为现在入住新居的一项必不可少的程序。因此，研制出甲醛气敏传感器检测仪是很有现实意义的。目前；检测室内甲醛气体的方法有很多中，比如：分光光度法、电化学法、色谱法⑵和传感器检测法。英中分光光度发

5、、电化学法和色谱法选材复杂，制备过程繁杂，因而成木较高，不能普及到日常生活中。然而，半导体甲醛气敏传感器制作简单，成本低，使用方便而易于交换，可以将甲醛气体浓度信号转化成电信号，在检测气体浓度方而具有一定的优势。氧化锌和二氧化锡都是具有较宽带陷的N型半导体材料，具有气敏特性。其气敏特性决定于品粒大小、表面态和吸附氧的量⑶。本文粗犷介绍甲醛气体传感器的结构、材料和工作机理等后利用实验室的条件制备出氧化锌纳米材料，并以氧化锌纳米材料为基底通过掺朵L/03制备出了对甲醛冇较高选择性的气敏元件，这冇望开发成一款新型的「卩醛敏感

6、元件。?气体传感器结构、材料和敏感机理2.1甲醛气体传感器的结构甲醛气体传感器主要由敏感元件、转换元件和测量电路三部分纟R成。其中敏感元件是用來感受甲醛气体的元件，是传感器的核心元件。转换元件是将甲醛信号按-定规律转化成可用输出电信号的元件。为转化元件提供电能并输出的电信号转化成光信号、声音信号或数字显示信号的部分称作测量电路。敏感元件是用来感受卩醛气体的元件，是甲醛气体传感器的核心，也是研究、设计、制作甲醛气敏传感器的关键3〕。转化元件是解决甲醛信号向电信号的转换，同时将不适于传输或测量的微弱电信号转化为适于传输或测

7、量的可用电信号。从材料物态上看，甲醛气体传感器可分为干式气体传感器和湿式气体传感器两类。T•式气体传感器构成气休传感器的材料为固体，有接触燃烧式、半导体式、固体电解质式、红外线吸收式、导热率变化式。湿式气体传感器是利川水溶液或者电解液來感知待测气体，有极谱式和原电池式。本文主要研究的是干式气体传感器中的半导体式。从组装结构上看，半导体式甲醛气敏传感器通常山气敏元件、加热器和封装体等三部分组成。从制造T艺上看，半导体式气体传感器可分为烧结型、薄膜型和厚膜型和多层结构空四类⑷(如下图1所示的(a)(b)(c)(d))。本文

8、针对烧结型的半导体式甲醛气体传感器展开讨论和研究。(b)双图1半导体气敏元件结构示意图（a）烧结体元件（b）薄膜元件（c）厚膜元件（d）多层结构元件根据实验室设备，我们主要研究烧结型气敏器件，这类器件以金属氧化物半导体材料为棊体，将钠电极和加热丝埋入金属氧化物半导体材料中，经加温、加压，利用700〜900°C的制陶工艺烧结成