WO3基NH3气敏传感器

NH3气敏传感器氨气(NH3)是一种无色的气体,有强烈的刺激性气味,易被液化成无色的液氨,液氨可以用作制冷剂。氨气是一种重要的化工气体,用于制液氮、氨水、硝酸、铵盐和胺类等;具有强烈的还原性,可以用作脱硝催化反应中的还原剂;另外,它在催化剂存在的情况下可被氧化成一氧化氮。氨气可以由氮和氢直接合成而制得,能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜,人吸入过多,能引起肺肿胀,以至死亡。
 
氨气的强烈刺激性气味是可靠的有害浓度报警信号,但由于嗅觉疲劳,在该工作环境中长期接触的人员对低浓度的氨会难以察觉,而无法意识到自己身陷险境。所以,采用一些特殊的措施来解决这一难题是很有必要的。NH3气敏传感器是一种用于检测空气中氨气浓度的装置,WO 3是一种具有良好发展前景的气敏材料,可以用于检测氨气、硫化氢、二氧化氮等有毒有害气体。
 
1992年,自Maekawa等研究了Au掺杂WO3敏感膜对空气中的氨气的敏感特性之后,几年内,人们对WO 3基NH3气敏传感器的研究一直处于低迷状态,直到2000年之后,对其研究才又开始活跃起来。对WO 3基NH3气敏传感器的一些研究成果如下:
1. 采用电纺丝法制备WO 3纳米纤维,并研究这种纳米纤维在350°C的温度下对50~500ppm的氨气的响应特性,得出其对氨气响应速度快(<20秒)的结论;
2. 在WO 3厚膜的表面覆盖一层铂催化的Si-Nb层,不仅能加快对NH3的响应,而且其响应时间也得到了缩短;
3. 采用Au和三氧化钼为添加剂,制备WO 3基氨敏传感器,实验表明,这种传感器具有很好的耐高温性和灵敏度,甚至可以在400°C的温度下操作,而对氨气的检测极限可达1ppm;
4. 采用浸渍涂覆法在Si基板上制备三氧化钨敏感膜,这种敏感膜在250~350°C范围内对氨敏感;在300°C时敏感度达到最高,且响应时间为15秒,并且对乙醇、甲烷、丙酮和水蒸汽具有选择性。
 
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