新型气体传感器及阵列精品PPT课件

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课题的来源
➢ 本课题来源于国家杰出青年科学基金――传感 技术及其系统(60425101)项目。
课题的意义
➢ 进行环境监测 ➢ 保证人们的健康和生活
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1.2 气体传感器的研究现状
★➢ 高分子电阻式气体传感器
➢ 浓差电池式气体传感器 ➢ 声表面波式气体传感器 ➢ 石英谐振子式气体传感器
A. 概 念 B.气体传感器必须满足的条件 C. 当前使用的主要气体检测方法
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A. 气体传感器定义
气体传感器是指能将被测气体浓 度转换为与其成一定关系的电量 输出的装置或器件。
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B. 气体传感器必须满足下列条件
(1) 能够检测爆炸气体的允许浓度、有害气体的允许浓度相 其它基准设定浓度.并能及时结出报警、显示和控制信号;
第七章 新型气体传感器及阵列
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目录
7.1 概 述 7.2 新型气体传感器
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7.1 概 述
7.1.1 气体传感器及气体检测方法 7.1.2 气体传感器的分类
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7.1.1 气体传感器及气体检测方法
第一章 相关背景简介及课题研究内容 第二章 器件结构选择及气敏测试系统组建 第三章 PANI及PANI/TiO2敏感薄膜的制备、
表征及气敏特性的研究 第四章 PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB薄
膜的制备、表征及气敏特性的研究
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1.1 课题的来源及意义
只是在选择标准方面有些不同。
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7.1.2 气体传感器的分类
气体传感器从结构上区别可分为两大类: (1)干式气体传感器 (2)湿式气体传感器
凡构成气体传感器的材料为固体者均称为干式气 体传感器;
凡利用水溶液或电解液感知待测气体的称为湿式 气体传感器。
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3.2 PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的表征 ➢ PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的SEM分析
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3.2 PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的表征
➢ PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜紫外—可见光谱分析
π - π *跃迁
极子带 - π *跃迁
气敏元件
接触燃烧式

半导体陶瓷型

厚膜型

薄膜和微粒子型

干 式
固体电介质式 (ZrO2)
红外线吸收式 导热率变化式(热线,热敏电阻)
湿
以固定电位电解式为代表

(极谱式,原电池式)
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7.2 新型气体传感器
7.2.1 聚苯胺复合薄膜气体传感器的制备 及特性研究
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1.3 本课题的研究内容
查阅文献
理论研究 材料选择
结果分析
器件设计
SEM
CO NH3
气敏特性测试
气气 敏敏 特特 性性
薄膜表征
器件制备
紫 外红 可外 分见光 析光谱 谱
实验内容
PANI/SnO2 PANI/TiO2 PANI及PANI/TiO2
表 面 活 性 剂
主要内容
第一章 相关背景简介及论文主要工作 第二章 器件结构选择及气敏测试系统组建 第三章 PANI及PANI/TiO2敏感薄膜的制备、
表征及气敏特性的研究 第四章 PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB薄
膜的制备、表征及气敏特性的研究 第五章 实验结论与工作展望
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2.1 器件结构设计
➢ 气体传感器的信号检出元件有两大类: (1)电学器件
❖ 平面叉指电极(IDE) ❖ 场效应管(MOSFET)
(2)声学器件
❖ 声表面波器件(SAW)
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2.1 器件结构设计
➢ 平面叉指电极结构
7.2.2 有机薄膜晶体管气体传感器的制备 及特性研究
7.2.3 质量敏感型有毒有害气体传感器及 阵列研究
7.2.4 MEMS气体传感器
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7.2.1 聚苯胺复合薄膜气体传感器的
制备及特性研究
谢光忠
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主要内容
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2.2 气敏测试系统的组建 ····
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2.3 气体传感器的主要特性参数
(1)器件电阻R0和RS (2)相对灵敏度S
S RS R0 R0
(3)响应时间T1及恢复时间T2
(4)重复性及稳定性
(5)选择性
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3.1 PANI/TiO2和PANI敏感薄膜的制备
(1)基片预处理
平面叉指电极
1%的PDDA水溶液
(2) 薄膜的制备
PSS溶液
苯胺单体
TiO2溶胶
混合
HCl溶液
PANI/TiO2水溶液
过滤
PANI/TiO2滤液 将处理好的基片浸入 PANI/TiO2敏感薄膜
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不质 同子 聚酸 合掺 温杂 度剂
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主要内容
第一章 相关背景简介及论文主要工作 第二章 器件结构选择及气敏测试系统组建 第三章 PANI及PANI/TiO2敏感薄膜的制备、
表征及气敏特性的研究 第四章 PANI/SnO2和PANI/SnO2-TTAB薄
膜的制备、表征及气敏特性的研究 第五章 实验结论与工作展望
π - 极子带跃迁
波长λ(nm) 掺杂薄态膜聚苯胺一般λ1有 λ2 λ3
PAN三I 个特征36峰2 402 859
PANI/TiO2 363 425 875
(2) 对被测气体以外的共存气体或物质不敏感; (3) 性能长期稳定性好; (4) 响应迅速、重复性好; (5) 维护方便、价格便宜,等。
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C. 各种检测方法的选择问题 一般情况下,要检测的气体种类是已知的,因
此,检测方法的选择范围自然就缩小了。 另外,传感器使用场所以现场和密闭环境为主,
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