基于SnO2鄄In2O3复合纳米纤维的薄膜型甲醛传感器研究-分析化学.PDF

第42 卷 分析化学 (FENXI HUAXUE )摇 研究报告 第1 期 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2014 年1 月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 47 ~52 DOI:10.3724/ SP.J.1096.2014.30762 基于SnO 鄄In O 复合纳米纤维的薄膜型甲醛传感器研究 2 2 3 *1 1 2 胡明江 摇 马步伟摇 王 忠 1 2 (河南城建学院能源与建筑环境工程学院,平顶山467036)摇 摇 (江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013) 摘摇 要摇 采用双喷嘴静电纺丝技术制备了SnO/ In O 复合纳米纤维,涂敷于带有金电极的氧化铝陶瓷管表 2 2 3 面形成敏感薄膜,设计了一种新型薄膜型甲醛传感器。 采用 X 射线衍射仪、热场发射扫描电子显微镜、O 鄄程 2 序升温脱附仪和X鄄射线光电子能谱(XPS)仪,表征了SnO/ In O 纳米纤维的相组成和微观形貌,分析了敏感 2 2 3 薄膜成分配比对甲醛吸附强度与电化学的影响机理。 在气体传感器静态测试系统上,采用XEDWS鄄60A型气 敏元件分析仪测试了甲醛传感器敏感特性、温度特性、湿度特性、动态响应、抗干扰和稳定性。 结果表明,以 S50纳米纤维为敏感薄膜(膜厚为240 nm)的甲醛传感器,在温度为500 益,甲醛浓度为0.5 ~50 mg/ L时,传 感器线性度和灵敏度最大值分别为96.8%和97.5%,承受的温度上限为1000 益,动态响应和恢复时间分别 为23和12 s。 此传感器对CO、NO 、甲苯、菲、丙酮和甲醇等气体具有良好的抗干扰性能。 在汽车上连续使用x 12个月后,响应衰减了5.5%,响应正常时间为6.4个月。 关键词摇 静电纺丝;甲醛传感器;复合纳米纤维;敏感薄膜 1摇 引摇 言 随着汽车排放法规日趋严格,内燃机尾气中的非常规排放污染物引起了高度重视,如醛、酮和芳香 烃等[1~3]。 甲醛是碳氢燃料的氧化产物,被世界卫生组织确认为潜在危险致癌物质。 为保护环境和人 [4,5] 类健康,甲醛监测方法和降解技术已成为降低汽车排放研究的热点之一 。 甲醛传感器的作用是对 内燃机排放物中甲醛浓度进行准确监测,实现对燃料喷射量和喷射时间的精密控制,最终降低内燃机排 [6] 放 。 目前,常用的甲醛传感器主要有半导体型和电流型两种。 前者具有使用寿命长,信号稳定等优 [7] [8] 点,但敏感性较差 ;后者具有灵敏度高,检出限低等优点,但存在高温信号不稳定等弊端 。 甲醛传感器电极敏感材料制备方法主要有循环伏安法、静电纺丝法、溶胶鄄凝胶法和牺牲模板法等。 如文献[9,10]采用溶胶鄄凝胶法制备了纳米SnO