微型钯-银氢气传感器的制备与应用研究

来源 :浙江大学理学院 浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taotaolovely
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氢气是一种取之不尽,用之不竭的清洁能源。作为一种较为理想的新型能源,其在化学、食品、电子等工农业生产方面有着广泛的应用。为了保障在各种含氢的工农业生产过程中,氢气能源的使用、转移和存储等应用方面的安全性,研究开发具有良好传感性能的氢气传感器已经成为人们日益关注的问题,在理论和实际应用中都具有非常重要的意义。本课题研究了微型钯-银氢气传感器的制备与应用。论文的第一章对氢气传感器的发展现状作了详细综述;第二章系统介绍了利用微机电加工技术制备微型钯-银氢气传感器的具体加工方法及优化;第三章详细讨论了该传感器用于氢气的浓度检测等方面的传感性能;并在文章最后,对氢气传感器的未来发展方向作了展望。本工作的主要研究结果如下:银的加入有效地改善了纯钯薄膜的结构特征,避免了气敏材料对氢气的过吸附现象,避免了因为发生氢脆现象而导致的气敏薄膜的脱落对氢气传感器的损害;应用微机电加工技术制备传感器,便于微型化和产业化,而且折线型(zig-zag)的丝状电极结构可以获得很高的信号强度,这是相同条件下的薄膜电极所不能比拟的;通过对基底材料,薄膜厚度,温度等实验参数的优化,得到的该种Pd-Ag氢气传感器具有较高的检测灵敏度;该传感器具有良好的重现性,较长的使用寿命和持续检测的能力;该传感器对于水蒸汽具有抗毒化的能力,因此该传感器可以在潮湿的环境下工作;传感器尺寸微小,加工成本低,便于微型化,集成化和产业化。另外,本工作也对铜掺杂的钯-银氢气传感器的检测性能作了比较研究。其结果表明杂质铜的加入可以提高钯-银传感器的信号响应强度。实验结果表明,本工作加工制备的微型钯-银氢气传感器具有结构简单,体积微小,操作简便,便于集成化等优点。适用于常温下使用并具有检测灵敏度高,响应时间短,信号强度高等良好的传感性能。除此而外,该传感器也可应用于氢气贮存,储备,使用等过程中的安全监测。
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