固体电解质CO2传感器的改性研究
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２ 补 磷 条件 的选 择
ｃｎｕｔ ） ｏ ｄ ｃ ｒ材料传统 的方法是高温固相法 其优点 ｏ ６，
是 操 作简 单 ， 成本 低 廉 ， 材 料 易 得 ， 由于 反 应 温 原 但
度过高 ， 造成 了磷成分的挥发损失 ， 从而降低 了材料 电导率 ， 进一步降低 了器件 的灵敏度 。为此采用气
到改善 。
关键词 ：钠快 离子导体 ； 改性 ； 补磷 ； 斜率 中圈分 类号 ：Ｔ ２ ２ Ｐ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１０ —９ ８ （０ ３ ０ 一０ １ ０ ０ ７ ７ ２ ０ ）ｌ ０ ２—０ ３
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｉｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ ｍ ｄ ｆｃ ｔｏ ｆＣ０２ｇ ｓｓ ｎ ｏ ｏ ｏ ｉ ｅｅ ｔ ｏ ｙ ｅ ａ ｅ ｓ ｒ ｆ ｒ ｓ ｌｄ－ ｌｃ ｒ ｎｌ ｔ
态 补 磷方 法 ， 对材 料 进 行改 性 研究 ， 补 了 高温 固相 弥
法合成 Ｎ ＳＣ Ｎ材料 时磷 成分减少 的缺 点 ， Ａ ＩＯ 使器
件 的特性 得 到改 善 。
１ 补磷 实验
将补磷后 的 Ｎ ＳＣ Ｎ材料按照以往的程序［ Ａ ＩＯ ５ ］
做 成平 面型 ｃ ２ 感 器 。在 加热 电流 ２ ０ ｏ 传 ０ 的条 ｍＡ 件 下 ， 体 积 分 数 （０ １ ０ ） ０ ６ 围 内 的 对 １０～ ００ ０ Ｘ １ Ｉ 范 ｃ ２ 体 进 行 测 试 ， 到 的输 出 电 势 Ｅ值 与 气 体 体 ｏ气 得
ｌ ０ ０
ｌ０ Ｏｏ
ｌＯ ０ Ｏｏ
ＣＯ 的体 积 分 数 中 （ Ｏ２ ／ ｘ ０ ２ Ｃ ） （ ｌ ）
圈 ３ 恒 温 时 间对 灵 敏 度 的 影 响
１０ ０ ｌ０ ０ ０ ｌ０ ０ ０ ０
ＣＯ 的 体积 分 数 中 （ Ｏ２／ ｘ ０ ２ Ｃ ） （ ｌ ） 图 １ 源 区 温 度 对 灵 敏 度 的 影 响
长后 补磷 效 果更 好 了 ， 是 １ ｎ的 补磷 时 间 已经 但 ５ｍｉ
足够 了。 ３ 器件 的气 敏 特性
３ １ 改性 前后 灵敏 度 的 比较 ．
对 于源 区温 度 ， 温度 过 低 ， 源 分 解 过 慢 ， 浓 磷 磷 度不够 ， 导致 补磷 不 充 分 ； 度 过高 ， 源分 解 过快 ， 温 磷 随氮 气 流失 ， 源不 能 充分 利用 ， 磷 因而 选 择 ５０℃ 作 ０
ｌ０ ０
１０ ０ ０
１０ ０ ００
Ｃ 的体 积 分 数 中 （ Ｏ２ ／ × ０ Ｏ２ Ｃ ） （ １ ）
圈 ４ 两种器件灵敏度的 比较
Ｎ ＩＯＮ 化合 物 的结 构 是 由 ＺＯ６八 面 体 与 ＡＳＣ ｒ
收稿 日期 ：０２ ０ — ２ ２０ — ８ ２
＊ 基 金项 目： 吉林省科委 资助 项 目（０ １３３ ２０ ０２ ）
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第 １ 期
赵 本刚等 ： 固体 电解质 Ｃ ２ 感器的改性研 究 ０ 传
恒温 时 间 为 １ ｍｉ 应 的 曲线 斜率 为 ６ ． ， ０ ｎ对 １３ 此
时恒温时间过短， 补磷不充分 ； １ ，０ ｉ 对应 的 而 ５２ ｍｎ 曲线斜率几乎相 同（ 分别为 ６ ． ４ ９与 ６ ． ）并且大 ５ １， 于恒温时间为 １ ｍｉ 对应的曲线斜率 ， 明时 间变 ０ ｎ 说
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ｌ ２
传感器 技术 （ｏ ｒａ ｏ Ｔｒｎｄ ｃｒ ｃｎ ｌ ｙ Ｊｕｎｌ ｆ ａ ｓｕｅ ｈ ｏ ｇ ） Ｔｅ ｏ
２０ ０ ３年 第 ２ ２卷 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ １期
固体 电解 质 Ｃ ２ 感 器 的改 性 研 究 Ｏ 传
赵 本 刚 ，陈丽华 ，吴 玉 军 ，刘奎 学 ，张 爽 ， 月华 ，全 宝 富 何
质ｃ ２ ｏ 传感器【 ］ 卜５由于造 价低 、 构简单 、 结 灵敏度
高 等 优点 ， 而倍 受 关 注 。 合 成 钠 快 离 子 导 体 ＮＡ ＩＯ Ｎａｓｐｒｉ ｉ ＳＣ Ｎ（ ｕｅ－ ｎｃ ｏ
源 ， ５０ 在 ０ ℃左 右加热使之分解 ， 由高纯 氮气 携带 ，
吸 附在 Ｎ ＩＯＮ 材 料表 面 ， 恒温 区 内恒 温 ， 而 ＡＳＣ 在 从 扩散 进 人 Ｎ ＩＯＮ 材 料 内 ， 加 了磷 的含 量 。本 ＡＳＣ 增 实 验在 改性 过 程 中通 过 分 别 改 变 源 区 （ 源 所 在 加 磷 热区） 温度 、 温 区 （ 恒 材料 所 在 的加 热 区 ） 度 和恒 温 温 时间 ， 来选 择 适 宜 的改性 条 件 。
Ａｂ ｔａ ｔ Ｗ ｈ ｎ ＮＡＳＩ Ｎ ｙ ｔ ｅ ｉ ｄ ｂ ｉｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｌ ｅ ｈ ｉ ｕ ，ｈ ｃ ｉｎ ｔ ｐ ｒ ｔ ｅ ｉ Ｓ ｉｈ ｓｒ ｃ ： ｅ ＯＤ ｉ ｓ ｎ ｈ ｓ ｅ ｙ ｈ ｇ ｓ ｚ ｅ ｅａ ｕ ｅｓ ｉ ｔ ｎ ｑ ｅ ｔ ｅａ ｔ ｅ ｅ ａ ｕ Ｏ ｈ ｇ ｏｄ ｃ ｏ ｍ ｒ ｓ ｔ ａ ｈ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｅｅ ｅ ｔｇ ｔ ｏ ａ ｉｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｌｓ ， Ｏ ｔ ｅ ｓ ｎ ｉｉｉｙ ｏ ｈ ｅ ｓ ｒ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｆｒ ｍ ｏ ｆ ｈ ｔｔ ｅｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｌ ｍ ｎ ｅｓ ｖ ｌｔ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｓ Ｓ ｈ ｅ ｓｔ ｔ ｆｔ ｅ ｓ ｎ ｏ ｅ ｒ ａ ｅ ． ｏ ａ ｌ ｔｏ ｌ ｏ ｖ ｅ ｐ ｒ ｅ ｔ ， ｈ ｅａ ｉｅｙ ｆ ａ ｉ ｌ ｅ ｏ ｐ ｎ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｃ ｎ ｉ ｔ ｎ ｖ ｅ ｎ ｇ ｔ Ａｆｅ ｄ ｆ ａ ｉｎ， ｈ ｅ ｘ ｅ ｍ ｎ ｓ ｔ ｅ ｒ ｌｔｖ ｌ ｅ ｓｂｅ ｒ ｃ ｕ ｉｇ ｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｏ ｄ ｃｉ ｓ ｈ ｅ ｂ ｅ ｏ ． ｔｒ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ａ ｉ ｏ ｔ ｅ ｓ ｎ—
料做成器件对体积分 数为 （０ ～１ ００ Ｘ１ Ｉ 的 １０ ０ ０ ） ６ ０
Ｃ 进 行 测试 ， 果 如 图 ２所 示 。 Ｏ２ 结
间 １ ｍｉ、 源 （ ａＩ Ｏ ） 量 ２ ０ ５ ｎ磷 Ｎ Ｉ２ ４质 －Ｐ ． ｇ的条件 下对 材
料补磷 ， 出 了 Ｎ ＳＣ Ｎ 型 Ｃ 做 Ａ ＩＯ Ｏ 传感器 ， 在加热 电流 ２０ ０ ｍＡ下测试 Ｃ Ｏ 气体中的 Ｅ值 ， 并且与改
７ ０ 为适 宜 的温 度 。 ５℃
２ ３ 恒 温 时 间对 灵敏 度 的影 响 ．
在源 区温度 ５ ０ 、 温 区 温 度 ７ ０ 、 源 质 ０℃ 恒 ５℃ 磷 量 ２０ ． ｇ的条 件 下 ， 变 恒 温 时 间 １ ，５ ２ ｎ 进 改 ０ １ ，０ｍｉ，
实验 开 始 时 ， 以恒 温 区 温 度 ７ ０℃ ， 温 时 间 ０ 恒 １ ｎ磷 源 质量 ２ ０ｇ为 起 始 条 件 ， 变 源 区温 度 ５ ｍｉ， ． 改
ｓｔ ’ａ ｅ ｓｎ ｒ ｐ ｒｉｓｈ ｖ ｅｎ ｉ ｒｖ ｄ ｏｓ ｇ ｓｓｎ ｉ ｐｏ ｔｅ ｅｂ ｅ ｇ ｅ ａ ｍｐｏ ｅ ．
Ｋｅ ｏｄ ：Ｎａｓｐｒｏ ｉ ｃｎ ｕｔｒＮ Ｉ Ｎ） ｍｏ ｉｃｔ ｎ ｒｃｕ ｉ ｈｓｈ ｒｓ ｓ ｐ ｙｗ ｒｓ ｅ － ｎｃ ｏ ｄｃｏ（ ＡＳ（ ｕ ｉ Ｘ） ； ｄｆａｉ ； ｅｏｐｎ ｐｏ ｐｏｕ ； ｌ ｉ ｏ ｇ ｏ ｅ
行补磷 改性实验 。对 Ｃ Ｏ 气体 的测试 结果 如 图 ３
所示
４ ０５０ ５ ０ ， ５ ，０ ，５ ℃ 然后做成器件测试其 Ｅ 值 ， 选择
斜 率最 大 的 曲线对 应 的温 度 为该 组 实验 中适 宜 的条 件 。如 图 １ 示 ，０ 所 ５０℃对 应 的 曲线斜 率最 大 。
Ｏ 前
言
Ｐ ４ ＳＯ４ 面 体 共 同形 成 的 骨 架 结 构 。在 材 料 Ｏ 或 ｉ 四
工 业上 含碳 燃 料 的 一 直 使 用 ， 致 大 气 中 ｃ ２ 导 ｏ 的体 积 分数 日益增 多 ， 是 引起 全球 气 温 变 暖 的一 这 个 最 主要 的 因素 。 同时农 业 生产 上 需 要控 制 塑料 大 棚 内 ｃ 体积 分 数 ， 提 高 农 作 物 产 量 。因 此 ｃ ２ ｏ２ 来 ｏ 传感 器 成 为 国 内外 急 需 开 发 的项 目， 中 固体 电解 其
Ｚ Ｏ ｅ —ａ ｇ Ｃ Ｎ Ｌ—ｕ ，ＷＵ — ｎ ＬＩ Ｋｕ—ｕ ， ＨＡ Ｂ ｎｇ ｎ ， ＨＥ ｉ ａ ｈ Ｙｕｊ ， Ｕ ｉ ｅ ｕ ｘ
Ｚ ＡＮＧ Ｓ ｕ ｇ ＨＥ Ｙｕ －ｕ ，ＱＵＡＮ Ｂ ｏｆ Ｈ ｈ ａ ， ｅｈ ａ ｎ ａ－ ｕ
（ ｅ ｔ ｆ ｌ ｃ ａ ｄＥ ｇ Ｊｌ ｎｖｒｉ ，ｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ３，ｈｎ ） Ｄ ｐ ｃ Ｓ ｉ ｎ ｎ ｉ ｉｎ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｃ ａ ｇｈ ｎ１ ０ ２ Ｃ ｉａ ｏＥ ｔ ｎ， ｉ ｔ
ｌ ３
积分 数 的对 数 成 线 性 关 系 。曲 线 的 斜 率 越 大 ， 明 说 该 条件 下器 件 对 Ｃ 灵 敏度 越 大 ， Ｏ 的 以此 作 为选 择 补 磷 条件 的依 据 。
２ １ 源 区温度 对灵敏 度 的影 响 ．
ＮＡＳＣ ＩＯＮ 材料 表 面 的磷挥 发 加 剧 ， 果 不 理 想 ， 效 故
（ 吉林大学 电子科 学与工程学 院 ， 林 长春 １ ０ ２ ） 吉 ３ ０ ３ 摘 要 ：高温 固相法制备 Ｎ Ｉ ０ ＡｓＣ Ｎ材料 时 ， 由于反应 温 度过 高 ， 造成 材料 中磷 成分 的挥发 损 失 ， 导致 材
料做成 的器件灵敏度 降低。通过大量 改性研究 ， 到了 比较适 宜的补磷条件 。改性后 ， 找 器件 的气敏 特性 得
Ｆｉ １ Ｅｆ ｅ ｔｏ ｈ ｅ ｇ ｆ ｃ ｆｔ ｅｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｆｓ ｕ ｏ ｒ ａ ｏ ｅ ｓ ｔ ｉｙ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ｏ ｒ ￣ａ ｅ ｎ ｓ ｎ ｉｉ ｔ ｖ
Ｆｉ Ｅｆｅ ｔｏ ｈ ｔ ｅｏ ｏ ｔ ｎ ｅ ｇ３ ｆ ｃ ｆｔ ｅ ｉ ｆ ｃ ｎｓａ ｔｔｍｐｅ ａ ｕ ｅｏ ｌｓ ｎ ｉｉ ｉｙ ｍ ｒ ｔ ｒ ｉ ｅ ｓ ｔｖｔ
为源 区温 度 比较 适 合 。
２ ２ 恒 温 区温 度 对灵敏 度 的影响 ．
以 ５０℃作 为源 区温度 ， 它 条件 不 变 ， 变 恒 ０ 其 改 温 区 温 度 为 ６ ０ ６ ０ ７ ０ ７０ ８０℃ ， ０ ，５ ，０ ，５ ，０ 补磷 后 的 材
在 源 区温 度 ５ ０℃ 、 温 区温 度 ７ ０ 、 温 时 ０ 恒 ５℃ 恒
性前 器 件 的测 试结 果相 比较 ， 图 ４所示 。 如
ｌ ｝ 【 Ｕ
ｌ【 Ｕ｝ Ｕ
ｌ０ ０ ０ ０
Ｃ 的体 积 分 数 中 （ ２ ／ × ０ ） Ｏ２ ＣＯ ） （ １
图 ２ 恒温 区温 度对灵敏度的影响
Ｆ ｇ ２ Ｅｆ ｅ ｔｏ ｈ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ｏ ｓ ａ ｉ ｆ ｃ ｆｔ ｅｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｆｃ ｎ ｔｎｔ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｒ ａ ｏｌ ｓ ｎ ｉｉ ｉ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｅ ｅ ｉ ｅ ｓ ｔｖ ｔ ｙ
制备过程中， 需要经过长时间高温烧结 ， 容易挥发的 磷损 失掉 ， 而使 Ｐ ４ 从 Ｏ 骨架结 构的骨架 间隙变少 ， Ｎ 离子能够传导的通道也随之 变少 ， ａ 所以离子传导 效率降低 了。通过补磷可 以使磷含量增加 ， 而使 从
导 电通 道增 多 ， 料 的 电导 率也 就 增加 了。 材 在 做 材 料 改 性 实 验 时 ， 取 Ｎａ Ｐ ４作 为 磷 选 Ｈ２Ｏ
ｃｎｕｔ ） ｏ ｄ ｃ ｒ材料传统 的方法是高温固相法 其优点 ｏ ６，
是 操 作简 单 ， 成本 低 廉 ， 材 料 易 得 ， 由于 反 应 温 原 但
度过高 ， 造成 了磷成分的挥发损失 ， 从而降低 了材料 电导率 ， 进一步降低 了器件 的灵敏度 。为此采用气
到改善 。
关键词 ：钠快 离子导体 ； 改性 ； 补磷 ； 斜率 中圈分 类号 ：Ｔ ２ ２ Ｐ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１０ —９ ８ （０ ３ ０ 一０ １ ０ ０ ７ ７ ２ ０ ）ｌ ０ ２—０ ３
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｉｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ ｍ ｄ ｆｃ ｔｏ ｆＣ０２ｇ ｓｓ ｎ ｏ ｏ ｏ ｉ ｅｅ ｔ ｏ ｙ ｅ ａ ｅ ｓ ｒ ｆ ｒ ｓ ｌｄ－ ｌｃ ｒ ｎｌ ｔ
态 补 磷方 法 ， 对材 料 进 行改 性 研究 ， 补 了 高温 固相 弥
法合成 Ｎ ＳＣ Ｎ材料 时磷 成分减少 的缺 点 ， Ａ ＩＯ 使器
件 的特性 得 到改 善 。
１ 补磷 实验
将补磷后 的 Ｎ ＳＣ Ｎ材料按照以往的程序［ Ａ ＩＯ ５ ］
做 成平 面型 ｃ ２ 感 器 。在 加热 电流 ２ ０ ｏ 传 ０ 的条 ｍＡ 件 下 ， 体 积 分 数 （０ １ ０ ） ０ ６ 围 内 的 对 １０～ ００ ０ Ｘ １ Ｉ 范 ｃ ２ 体 进 行 测 试 ， 到 的输 出 电 势 Ｅ值 与 气 体 体 ｏ气 得
ｌ ０ ０
ｌ０ Ｏｏ
ｌＯ ０ Ｏｏ
ＣＯ 的体 积 分 数 中 （ Ｏ２ ／ ｘ ０ ２ Ｃ ） （ ｌ ）
圈 ３ 恒 温 时 间对 灵 敏 度 的 影 响
１０ ０ ｌ０ ０ ０ ｌ０ ０ ０ ０
ＣＯ 的 体积 分 数 中 （ Ｏ２／ ｘ ０ ２ Ｃ ） （ ｌ ） 图 １ 源 区 温 度 对 灵 敏 度 的 影 响
长后 补磷 效 果更 好 了 ， 是 １ ｎ的 补磷 时 间 已经 但 ５ｍｉ
足够 了。 ３ 器件 的气 敏 特性
３ １ 改性 前后 灵敏 度 的 比较 ．
对 于源 区温 度 ， 温度 过 低 ， 源 分 解 过 慢 ， 浓 磷 磷 度不够 ， 导致 补磷 不 充 分 ； 度 过高 ， 源分 解 过快 ， 温 磷 随氮 气 流失 ， 源不 能 充分 利用 ， 磷 因而 选 择 ５０℃ 作 ０
ｌ０ ０
１０ ０ ０
１０ ０ ００
Ｃ 的体 积 分 数 中 （ Ｏ２ ／ × ０ Ｏ２ Ｃ ） （ １ ）
圈 ４ 两种器件灵敏度的 比较
Ｎ ＩＯＮ 化合 物 的结 构 是 由 ＺＯ６八 面 体 与 ＡＳＣ ｒ
收稿 日期 ：０２ ０ — ２ ２０ — ８ ２
＊ 基 金项 目： 吉林省科委 资助 项 目（０ １３３ ２０ ０２ ）
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第 １ 期
赵 本刚等 ： 固体 电解质 Ｃ ２ 感器的改性研 究 ０ 传
恒温 时 间 为 １ ｍｉ 应 的 曲线 斜率 为 ６ ． ， ０ ｎ对 １３ 此
时恒温时间过短， 补磷不充分 ； １ ，０ ｉ 对应 的 而 ５２ ｍｎ 曲线斜率几乎相 同（ 分别为 ６ ． ４ ９与 ６ ． ）并且大 ５ １， 于恒温时间为 １ ｍｉ 对应的曲线斜率 ， 明时 间变 ０ ｎ 说
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ｌ ２
传感器 技术 （ｏ ｒａ ｏ Ｔｒｎｄ ｃｒ ｃｎ ｌ ｙ Ｊｕｎｌ ｆ ａ ｓｕｅ ｈ ｏ ｇ ） Ｔｅ ｏ
２０ ０ ３年 第 ２ ２卷 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ １期
固体 电解 质 Ｃ ２ 感 器 的改 性 研 究 Ｏ 传
赵 本 刚 ，陈丽华 ，吴 玉 军 ，刘奎 学 ，张 爽 ， 月华 ，全 宝 富 何
质ｃ ２ ｏ 传感器【 ］ 卜５由于造 价低 、 构简单 、 结 灵敏度
高 等 优点 ， 而倍 受 关 注 。 合 成 钠 快 离 子 导 体 ＮＡ ＩＯ Ｎａｓｐｒｉ ｉ ＳＣ Ｎ（ ｕｅ－ ｎｃ ｏ
源 ， ５０ 在 ０ ℃左 右加热使之分解 ， 由高纯 氮气 携带 ，
吸 附在 Ｎ ＩＯＮ 材 料表 面 ， 恒温 区 内恒 温 ， 而 ＡＳＣ 在 从 扩散 进 人 Ｎ ＩＯＮ 材 料 内 ， 加 了磷 的含 量 。本 ＡＳＣ 增 实 验在 改性 过 程 中通 过 分 别 改 变 源 区 （ 源 所 在 加 磷 热区） 温度 、 温 区 （ 恒 材料 所 在 的加 热 区 ） 度 和恒 温 温 时间 ， 来选 择 适 宜 的改性 条 件 。
Ａｂ ｔａ ｔ Ｗ ｈ ｎ ＮＡＳＩ Ｎ ｙ ｔ ｅ ｉ ｄ ｂ ｉｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｌ ｅ ｈ ｉ ｕ ，ｈ ｃ ｉｎ ｔ ｐ ｒ ｔ ｅ ｉ Ｓ ｉｈ ｓｒ ｃ ： ｅ ＯＤ ｉ ｓ ｎ ｈ ｓ ｅ ｙ ｈ ｇ ｓ ｚ ｅ ｅａ ｕ ｅｓ ｉ ｔ ｎ ｑ ｅ ｔ ｅａ ｔ ｅ ｅ ａ ｕ Ｏ ｈ ｇ ｏｄ ｃ ｏ ｍ ｒ ｓ ｔ ａ ｈ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｅｅ ｅ ｔｇ ｔ ｏ ａ ｉｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｌｓ ， Ｏ ｔ ｅ ｓ ｎ ｉｉｉｙ ｏ ｈ ｅ ｓ ｒ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｆｒ ｍ ｏ ｆ ｈ ｔｔ ｅｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｌ ｍ ｎ ｅｓ ｖ ｌｔ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｓ Ｓ ｈ ｅ ｓｔ ｔ ｆｔ ｅ ｓ ｎ ｏ ｅ ｒ ａ ｅ ． ｏ ａ ｌ ｔｏ ｌ ｏ ｖ ｅ ｐ ｒ ｅ ｔ ， ｈ ｅａ ｉｅｙ ｆ ａ ｉ ｌ ｅ ｏ ｐ ｎ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｃ ｎ ｉ ｔ ｎ ｖ ｅ ｎ ｇ ｔ Ａｆｅ ｄ ｆ ａ ｉｎ， ｈ ｅ ｘ ｅ ｍ ｎ ｓ ｔ ｅ ｒ ｌｔｖ ｌ ｅ ｓｂｅ ｒ ｃ ｕ ｉｇ ｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｏ ｄ ｃｉ ｓ ｈ ｅ ｂ ｅ ｏ ． ｔｒ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ａ ｉ ｏ ｔ ｅ ｓ ｎ—
料做成器件对体积分 数为 （０ ～１ ００ Ｘ１ Ｉ 的 １０ ０ ０ ） ６ ０
Ｃ 进 行 测试 ， 果 如 图 ２所 示 。 Ｏ２ 结
间 １ ｍｉ、 源 （ ａＩ Ｏ ） 量 ２ ０ ５ ｎ磷 Ｎ Ｉ２ ４质 －Ｐ ． ｇ的条件 下对 材
料补磷 ， 出 了 Ｎ ＳＣ Ｎ 型 Ｃ 做 Ａ ＩＯ Ｏ 传感器 ， 在加热 电流 ２０ ０ ｍＡ下测试 Ｃ Ｏ 气体中的 Ｅ值 ， 并且与改
７ ０ 为适 宜 的温 度 。 ５℃
２ ３ 恒 温 时 间对 灵敏 度 的影 响 ．
在源 区温度 ５ ０ 、 温 区 温 度 ７ ０ 、 源 质 ０℃ 恒 ５℃ 磷 量 ２０ ． ｇ的条 件 下 ， 变 恒 温 时 间 １ ，５ ２ ｎ 进 改 ０ １ ，０ｍｉ，
实验 开 始 时 ， 以恒 温 区 温 度 ７ ０℃ ， 温 时 间 ０ 恒 １ ｎ磷 源 质量 ２ ０ｇ为 起 始 条 件 ， 变 源 区温 度 ５ ｍｉ， ． 改
ｓｔ ’ａ ｅ ｓｎ ｒ ｐ ｒｉｓｈ ｖ ｅｎ ｉ ｒｖ ｄ ｏｓ ｇ ｓｓｎ ｉ ｐｏ ｔｅ ｅｂ ｅ ｇ ｅ ａ ｍｐｏ ｅ ．
Ｋｅ ｏｄ ：Ｎａｓｐｒｏ ｉ ｃｎ ｕｔｒＮ Ｉ Ｎ） ｍｏ ｉｃｔ ｎ ｒｃｕ ｉ ｈｓｈ ｒｓ ｓ ｐ ｙｗ ｒｓ ｅ － ｎｃ ｏ ｄｃｏ（ ＡＳ（ ｕ ｉ Ｘ） ； ｄｆａｉ ； ｅｏｐｎ ｐｏ ｐｏｕ ； ｌ ｉ ｏ ｇ ｏ ｅ
行补磷 改性实验 。对 Ｃ Ｏ 气体 的测试 结果 如 图 ３
所示
４ ０５０ ５ ０ ， ５ ，０ ，５ ℃ 然后做成器件测试其 Ｅ 值 ， 选择
斜 率最 大 的 曲线对 应 的温 度 为该 组 实验 中适 宜 的条 件 。如 图 １ 示 ，０ 所 ５０℃对 应 的 曲线斜 率最 大 。
Ｏ 前
言
Ｐ ４ ＳＯ４ 面 体 共 同形 成 的 骨 架 结 构 。在 材 料 Ｏ 或 ｉ 四
工 业上 含碳 燃 料 的 一 直 使 用 ， 致 大 气 中 ｃ ２ 导 ｏ 的体 积 分数 日益增 多 ， 是 引起 全球 气 温 变 暖 的一 这 个 最 主要 的 因素 。 同时农 业 生产 上 需 要控 制 塑料 大 棚 内 ｃ 体积 分 数 ， 提 高 农 作 物 产 量 。因 此 ｃ ２ ｏ２ 来 ｏ 传感 器 成 为 国 内外 急 需 开 发 的项 目， 中 固体 电解 其
Ｚ Ｏ ｅ —ａ ｇ Ｃ Ｎ Ｌ—ｕ ，ＷＵ — ｎ ＬＩ Ｋｕ—ｕ ， ＨＡ Ｂ ｎｇ ｎ ， ＨＥ ｉ ａ ｈ Ｙｕｊ ， Ｕ ｉ ｅ ｕ ｘ
Ｚ ＡＮＧ Ｓ ｕ ｇ ＨＥ Ｙｕ －ｕ ，ＱＵＡＮ Ｂ ｏｆ Ｈ ｈ ａ ， ｅｈ ａ ｎ ａ－ ｕ
（ ｅ ｔ ｆ ｌ ｃ ａ ｄＥ ｇ Ｊｌ ｎｖｒｉ ，ｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ３，ｈｎ ） Ｄ ｐ ｃ Ｓ ｉ ｎ ｎ ｉ ｉｎ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｃ ａ ｇｈ ｎ１ ０ ２ Ｃ ｉａ ｏＥ ｔ ｎ， ｉ ｔ
ｌ ３
积分 数 的对 数 成 线 性 关 系 。曲 线 的 斜 率 越 大 ， 明 说 该 条件 下器 件 对 Ｃ 灵 敏度 越 大 ， Ｏ 的 以此 作 为选 择 补 磷 条件 的依 据 。
２ １ 源 区温度 对灵敏 度 的影 响 ．
ＮＡＳＣ ＩＯＮ 材料 表 面 的磷挥 发 加 剧 ， 果 不 理 想 ， 效 故
（ 吉林大学 电子科 学与工程学 院 ， 林 长春 １ ０ ２ ） 吉 ３ ０ ３ 摘 要 ：高温 固相法制备 Ｎ Ｉ ０ ＡｓＣ Ｎ材料 时 ， 由于反应 温 度过 高 ， 造成 材料 中磷 成分 的挥发 损 失 ， 导致 材
料做成 的器件灵敏度 降低。通过大量 改性研究 ， 到了 比较适 宜的补磷条件 。改性后 ， 找 器件 的气敏 特性 得
Ｆｉ １ Ｅｆ ｅ ｔｏ ｈ ｅ ｇ ｆ ｃ ｆｔ ｅｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｆｓ ｕ ｏ ｒ ａ ｏ ｅ ｓ ｔ ｉｙ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ｏ ｒ ￣ａ ｅ ｎ ｓ ｎ ｉｉ ｔ ｖ
Ｆｉ Ｅｆｅ ｔｏ ｈ ｔ ｅｏ ｏ ｔ ｎ ｅ ｇ３ ｆ ｃ ｆｔ ｅ ｉ ｆ ｃ ｎｓａ ｔｔｍｐｅ ａ ｕ ｅｏ ｌｓ ｎ ｉｉ ｉｙ ｍ ｒ ｔ ｒ ｉ ｅ ｓ ｔｖｔ
为源 区温 度 比较 适 合 。
２ ２ 恒 温 区温 度 对灵敏 度 的影响 ．
以 ５０℃作 为源 区温度 ， 它 条件 不 变 ， 变 恒 ０ 其 改 温 区 温 度 为 ６ ０ ６ ０ ７ ０ ７０ ８０℃ ， ０ ，５ ，０ ，５ ，０ 补磷 后 的 材
在 源 区温 度 ５ ０℃ 、 温 区温 度 ７ ０ 、 温 时 ０ 恒 ５℃ 恒
性前 器 件 的测 试结 果相 比较 ， 图 ４所示 。 如
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Ｃ 的体 积 分 数 中 （ ２ ／ × ０ ） Ｏ２ ＣＯ ） （ １
图 ２ 恒温 区温 度对灵敏度的影响
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制备过程中， 需要经过长时间高温烧结 ， 容易挥发的 磷损 失掉 ， 而使 Ｐ ４ 从 Ｏ 骨架结 构的骨架 间隙变少 ， Ｎ 离子能够传导的通道也随之 变少 ， ａ 所以离子传导 效率降低 了。通过补磷可 以使磷含量增加 ， 而使 从
导 电通 道增 多 ， 料 的 电导 率也 就 增加 了。 材 在 做 材 料 改 性 实 验 时 ， 取 Ｎａ Ｐ ４作 为 磷 选 Ｈ２Ｏ