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纳米氧化锡修饰的微催化燃烧式氢气传感器的研制

氢气作为重要的工业原料在石油、化工、电力、冶金、核技术等领域广泛应用,尤其近年来,新能源汽车的快速发展,扩展了氢气的使用范围,同时使得氢气的应用更加贴近人们的生活.然而氢气是易燃易爆气体,与空气混合极易发生爆炸,其爆炸范围非常宽,从4%~75%体积比研制了一种基于多孔纳米氧化锡(SnO2)催化剂的微催化燃烧式气体传感芯片(Pellistor).基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)工艺制备硅基封闭膜式微催化燃烧式传感器,通过气相沉积技术在Pt微加热电极和高温绝缘层表面制备三维纳米氧化锡催化膜,利用催化膜对氢气良好的催化特性,采用惠斯通电桥电路进行测量,实现对空气环境中氢气在0~4%浓度范围内的快速检测,响应时间和恢复时间分别达到0.65 s和2.32 s,灵敏度达75.4mV/1%H2,线性度为99.4%.考察200天内该传感芯片对氢气的检测能力,传感芯片表现出良好的稳定性,精确度保持在95%以上.在绝缘层高温性能稳定的条件下,将三维纳米氧化锡应用于微催化燃烧式传感器的氢气检测,对催化燃烧式传感器性能的改进具有重要的意义.

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