基于ZnO-SnO_2纳米纤维的化学链燃烧式甲烷传感器研究

【摘要】：采用双喷嘴静电纺丝技术制备了ZnO-SnO_2纳米纤维,将制备的ZnO-SnO_2纳米纤维均匀涂覆于铂热敏电阻表面形成催化薄膜,设计了一种新型化学链燃烧式甲烷传感器。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、全自动程序化学吸附仪和X-射线光电子能谱仪,表征了ZnO-SnO_2纳米纤维的相组成和微观形貌,讨论了催化薄膜表面的电化学性能对甲烷化学链燃烧反应的影响。采用DL07-YJ108D型电压测量仪测试了甲烷传感器灵敏响应性、温湿特性、选择性和长期稳定性。结果表明,以Zn50纳米纤维为催化薄膜的甲烷传感器,在温度为350℃,甲烷浓度为0.1~60μg/L时,传感器线性度和灵敏度最大值分别为99.4%和0.12 V/(μg/L),最大响应为8.2 V,动态响应和恢复时间分别为5.4和10.8 s,承受的最大相对湿度为95%。在矿井中连续使用6个月后,响应下降了2.0%。 【作者单位】： 河南质量工程职业学院机电工程系;河南城建学院能源与建筑环境工程学院;
【关键词】： 静电纺丝 甲烷 传感器 化学链燃烧 纳米纤维 催化薄膜
【基金】：国家自然基金项目(No.51376083) 河南省高等学校重点科研项目(No.15A470006)资助~~
【分类号】：TQ340.64;TP212
【正文快照】： 1引言甲烷(CH4)是瓦斯气体的主要成分,被视为矿井事故的“头号杀手”,是矿井日常安全检测的重点气体之一[1~5]。目前,甲烷传感器类型主要有电化学[6]、半导体[7]、催化燃烧[8]和光学[9]等。光学式甲烷传感器具有结构复杂和功耗大等缺陷,限制了推广应用。电化学和半导体甲烷传

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