基于SnO_2_In_2O_3复合纳米纤维的薄膜型甲醛传感器研究_胡明江

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    随着汽车排放法规日趋严格,内燃机尾气中的非常规排放污染物引起了高度重视,如醛、酮和芳香
烃等D-37。甲醛是碳氢燃料的氧化产物,被世界卫生组织确认为潜在危险致癌物质。为保护环境和人
类健康,甲醛监测方法和降解技术己成为降低汽车排放研究的热点之一[C4, 5]。甲醛传感器的作用是对
内燃机排放物中甲醛浓度进行准确监测,实现对燃料喷射量和喷射时间的精密控制,最终降低内燃机排
放[[6]。目前,常用的甲醛传感器主要有半导体型和电流型两种。前者具有使用寿命长,信号稳定等优
点,但敏感性较差[[7];后者具有灵敏度高,检出限低等优点,但存在高温信号不稳定等弊端[[A]
    甲醛传感器电极敏感材料制备方法主要有循环伏安法、静电纺丝法、溶胶书疑胶法和牺牲模板法等。
如文献[[9 } 10」采用溶胶凝胶法制备了纳米SnOz纳米纤维,掺杂TiOz制成甲醛传感器,在300 0C,对
200x10一6 mg/L甲醛具有较好的敏感性。刘世伟等Di」通过牺牲模板法合成了具有空心结构的纳米金催
化剂作为工作电极的活性物质,组装了在250 } 550℃范围内电流型甲醛气体传感器。张仁彦等o z}利用
甲醛脱氢酶和梭基化多壁碳纳米管修饰的丝网印刷电极制备了基于还原型辅酶检测的甲醛生物传感
器。这些方法制备的纳米材料晶粒较大,对高温环境的甲醛传感器敏感特性有一定影响。
    静电纺丝法具有成本低、操作简单,可控性强和适合于大规模生产等优点,是一种高效制备纳米纤
维的技术。制备的纤维具有比表面积大、孔隙率高、均一性好、易成膜和耐高温等优点,但易受到纺丝体
系和制备条件限制[00。目前,利用喷嘴静电纺丝技术制备SnOz}nz03复合纳米纤维的研究较少[Da, is7
内燃机排气温度范围为300 } 850 0C,因此安装在内燃机后处理系统中的甲醛传感器应具备良好的温度
特性。如Du等o }}通过静电纺丝法制备了SnOz}nz03纳米纤维作为甲醛气体传感器敏感薄膜,在
375℃对甲醛具有较好的敏感性。在高温环境下,用一定配比的SnOz}nz03纳米纤维作为甲醛传感器
敏感薄膜的研究尚未见报道。本研究采用双喷嘴静电纺丝技术制备SnOz /Inz03复合纳米纤维,涂敷于
带有金电极的氧化铝陶瓷管表面形成敏感薄膜,Pt线固定在敏感薄膜两端作为检测电极,组成一种新
型薄膜型甲醛传感器。在甲醛传感器气敏性能测试装置中,研究甲醛传感器高温环境下的敏感性、动态
响应、抗干扰与稳定能力等特性,为内燃机排气中甲醛浓度准确监测与控制提供理想器件。
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