基于NASICON和Co2O3的固体电解质传感器研究_毕业设计.doc

PAGE II 中文题目：基于NASICON和Co2O3的固体电解质传感器研究 外文题目：STUDY of Solid-electrolyte Sensors Based on NASICON and Co2O3 PAGE I 摘要 VOC气体多为有毒气体。以前，传感器技术不发达只能用动物作为检测有毒气体的工具；目前，NASICON固体电解质传感器以其高的灵敏度、较快的响应恢复时间和好的可重复性等优点广泛应用于有毒气体的检测和监控上。 本文采用NASICON固体电解质作基底，Co2O3作敏感材料制作了管式有毒气体传感器。其中Co2O3是用化学沉淀法制备的。分别采用500℃,600℃和700℃烧结的Co2O3制作了3种传感器，并对该传感器的选择性，最佳工作温度、响应恢复特性、浓度特性和稳定性进行了测试。 关键词：VOC；NASICON；Co2O3；化学沉淀法；固体电解质传感器 Abstract Most VOC are poisonous gases. In the past. Sensor technology is not developed, so poisonous gases are just tested by using animals as tools. At present, NASICON solid-electrolyte sensors are widely applied to detection and monitoring of the poisonous gases because of high sensitivity, short response and recovery time and good repeatability. In this paper, the tube-type toxic gas sensors were fabricated using NASICON as substrate and Co2O3.Co2O3 was prepared by chemical precipitation. Three kinds of sensor were fabricated at 500℃,600℃, and 700℃, respectively. The selectivity, the best operating temperature, the response and recovery characteristics, the concentration characteristics and the stability were tested. Key words: NASICON; Co2O3; chemical precipitation; VOC; solid electrolyte 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 挥发性有机化合物来源有装修建材、地毯、打印机、家具、涂料稀释剂、胶水、化妆品和某些喷雾剂，以及塑料制品。根据环境保护局的报告，如果没有足够的通风设备使空气流通，并且VOC存在于室内，那么室内空气污染程度将会比室外空气严重10倍之多。报告称我国每年数十万人死于装修污染，专家称凶手是VOC。据世界卫生组织在2005年发布的《世界卫生组织甲醛致癌公报》中指出，我国因装修污染引起的年死亡人数为11.1万人，平均每天约304人，并有证据表示这个死亡人数仍在逐年攀升。因此，对VOC气体的检测和监控变得尤为重要。 本文制作了用于检测VOC气体的NASICON固体电解质传感器。就NASICON固体电解质传感器而言，全宝富等人通过实验获得了较好的研究成果。他们以NASICON固体电解质做导电层分别用不同的敏感材料研究了CO2[1,2,3]、SO2[4,5]、NO[6]和NH3[7]等有害气体的传感器。研究发现，采用溶胶-凝胶法制成的NASICON粉体材料作基体，掺入质量分数为10%的SiO2的Li2CO3-BaCO3复合盐作辅助电极，制作的管式CO2气体传感器，不仅能明显改善气体的耐水性，而且使器件的初始稳定时间从30min减小到5min。以ZnSnO3为敏感电极，制作的管式固体电解质SO2气体传感器，在375℃时，对体积分数在（5~50）×10-6范围内的SO2的灵敏度为255mV/decade，对体积分数为（5，10，20，50）×10-6的SO2响应时间分别为18，10，8，5s，恢复时间分别为27，99，184，243s。以Nb2O5为敏感电极，制作的固体电解质NO气体传感器，在350℃时，对（5~50）×10-6浓度范围内的NO的灵敏度为68mV/decade，对体积分数为（5，10，20，50）×10-6NO的响应时