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安光所開發出p型銅鐵礦氣體傳感器

2020-04-20 09:58:27來源：化工儀器網關鍵詞：傳感器閱讀量：1247
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導讀：2020年4月14日，中國科學院合肥物質科學研究院發布消息顯示，安光所方曉東、孟鋼研究員團隊在p型銅鐵礦氣體傳感器方面取得新進展。相關成果以《基于CuAlO2表面可逆硫化-氧化反應的超高靈敏、高選擇性H2S氣體傳感器》為題，發表于傳感器類期刊Sensors and Actuators B: Chemical雜志上。

　　【儀器網 時事聚焦】傳感器是一種能把特定的被測量信息按照一定規律轉換成某種可用信號輸出的裝置或器件，能滿足信息的傳輸、處理、記錄、顯示等需求。
 
　　社會發展到如今，傳感器已經我們的生活中被廣泛使用，如冰箱、空調等電器上有溫度傳感器，汽車上有速度、壓力、濕度、流量等傳感器，手機上有位移傳感器……這些傳感器雖然并不與我們進行直接接觸，卻從方方面面為我們的便捷生活提供助力。
 
　　隨著我國環境保護工作的不斷推進，有越來越多的儀器被應用到環境監測中，傳感器作為一種獲取信息的重要設備，也為污染物監測和污染治理工作帶去了便利。其中氣體傳感器可以將氣體成分、濃度等信息進行轉換，使得這些信息成能被儀器儀表、計算機的設備利用，因此在空氣污染監測中被廣泛應用。
 
　　科學家指出，開發基于氧化物半導體的超微型氣體傳感器，對實現室內外大氣污染物分子的快速識別檢測具有重要的應用前景，但傳統的氧化物半導體因具有廣譜響應而難以走向實用。為開發出具有識別檢測功能的氧化物傳感器，安光所團隊從傳感器材料與氣體分子特征提取兩方面入手，開始了難點攻克。
 
　　2020年4月14日，中國科學院合肥物質科學研究院發布消息顯示，安光所方曉東、孟鋼研究員團隊在p型銅鐵礦氣體傳感器方面取得新進展。相關成果以《基于CuAlO2表面可逆硫化-氧化反應的超高靈敏、高選擇性H2S氣體傳感器》為題，發表于傳感器類期刊Sensors and Actuators B: Chemical雜志上。
 
　　據了解，p型銅鐵礦(ABO2)是一類重要的功能氧化物，豐富的A、B位離子選擇為調控氣體分子與其電荷交換提供了充足的自由度，有利于高選擇性氣體傳感器的設計。課題組在p型銅鐵礦氣體傳感器上進行了大量的研究工作，開發出了對氨氣有高靈敏、高選擇響應且能在室溫下工作的AgAlO2和CuScO2傳感器。在此基礎上，課題組研究人員采用簡單的溶膠-凝膠制備工藝探索出一種新型CuAlO2硫化氫(H2S)氣體傳感器。
 
　　硫化氫是一種急性劇毒氣體，吸入少量高濃度(~500ppm)硫化氫可于短時間內致死。若是長時間暴露在低濃度(~5-20ppm)硫化氫中，也會對眼睛、呼吸系統及中樞神經造成傷害。硫化氫還是一種易燃危化品，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。按我國國家職業衛生標準(GBZ 2.1-2007)規定，工作場所硫化氫職業接觸限值為10ppm。而CuAlO2傳感器具有快速響應特性，一旦環境中硫化氫濃度高于4ppm，傳感器電阻就可在約1分鐘內增加3個數量級，及時發出警報。
 
　　此外，在160°C的工作溫度下，CuAlO2型傳感器對100ppm NH3、NO2和多種揮發性有機物分子的響應小于2，表明優良的選擇性。
 
　　CuAlO2型傳感器的開發，不僅為大氣污染監測領域提供了一件可靠的設備，也為存在硫化氫物質的工作場所添加了一道保險鎖。
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