LaVO4/V2O5传感器对NH3气体响应的研究

论文摘要

随着国民经济的发展,人们对生活环境的要求也越来越高,及时准确地检测和监控易燃、易爆、有毒、有害气体已成为亟待解决的重要课题。氨气是一种无色、有毒、易燃气体,具有化学还原性,对人和动物的皮肤组织、上呼吸道组织等有强烈的腐蚀和刺激作用,能破坏细胞膜结构,减弱人体对疾病的抵抗能力。因此,氨气传感器的发展对检测氨气的泄露和保护人们的健康都有着重要的意义。本实验以粉状V205和La203为原料,通过球磨、过筛、压片、烧结等过程,利用高温固相合成法制备了LaVO4/V2O5,利用X射线衍射（XRD）表征了制备的LaVO4/V2O5的组成,其成分为LaVO4及少量的V205。从原料配比、烧结时间和烧结温度等工艺优化了LaVO4/V2O5的制备条件,获得最佳的工艺条件为：原料配比V2O5:La2O3=6:5（in mole）;球磨时间24h,烧结温度600℃,烧结时间24h。并用LaVO4/V2O5组装了传感器,采用直流电阻法测定了475-600℃温度区间,LaVO4/V2O5传感器对空气中浓度为500ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm、3000ppm NH3体的响应,研究了该传感器对NH3响应的重复性、恢复时间、选择性等。结果表明在工作温度为475-600℃温度范围内,LaVO4/V2O5对浓度为500-3000ppmNH3气的响应灵敏度达到13-80%,明显好于目前文献中报道的结果,且响应灵敏度随着NH3浓度的增大而提高；降低工作温度响应灵敏度提高,响应恢复时间增大。在475℃,LaVO4/V2O5对500ppm NH3的响应灵敏度达到67%。在相同的实验条件下,LaVO4/V2O5传感器对H2和CO气体的响应灵敏度较小,说明LaVO4/V2O5传感器对NH13气体有良好的选择性。本文还讨论了LaVO4/V2O5对NH3的响应机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 传感器概述
• 1.3 气体传感器
• 1.4 气体传感器的特征及分类
• 1.5 金属氧化物半导体
• 1.6 氨气传感器
• 1.6.1 氨气传感器的研究现状
• 1.6.2 氨气传感器的应用
• 2O₅、La₂O₃与LaVO₄性质及应用'>1.7 V₂O₅、La₂O₃与LaVO₄性质及应用
• 2O₅'>1.7.1 V₂O₅
• 2O₃'>1.7.2 La₂O₃
• 4'>1.7.3 LaVO₄
• 1.8 本课题研究的内容及意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料与器材
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 仪器及设备
• 2.2 实验过程
• 4/V₂O₅传感器片的制备'>2.2.1 LaVO₄/V₂O₅传感器片的制备
• 3气体的制备'>2.2.2 NH₃气体的制备
• 2.2.3 CO气体的制备
• 2气体的制备'>2.2.4 H₂气体的制备
• 2.2.5 气敏性检测
• 第3章 结果与讨论
• 4/V₂O₅的制备条件'>3.1 优化LaVO₄/V₂O₅的制备条件
• 3.1.1 原料配比
• 3.1.2 烧结时间
• 4/V₂O₅对NH₃的响应及其影响因素'>3.2 LaVO₄/V₂O₅对NH₃的响应及其影响因素
• 3.2.1 重复性
• 3.2.2 浓度
• 3.2.3 温度
• 3.2.4 响应恢复时间
• 3.2.5 选择性
• 4/V₂O₅传感器材料的表征及机理探索'>3.3 LaVO₄/V₂O₅传感器材料的表征及机理探索
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢