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文檔簡介
1、氫氣探測(cè)技術(shù)在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中都是必不可少的,例如氨和醇的制備過程、航天飛機(jī)起飛降落時(shí)的氫氣泄露探測(cè)以及氫能源電池氫的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),因此研發(fā)高性能的氫氣傳感器是一種必然。鈀(Pd)由于其能夠吸收大量氫氣的優(yōu)秀性能、對(duì)氫氣的高度選擇性而廣泛運(yùn)用在氫氣傳感器的研發(fā)。同時(shí),Pd基氫氣傳感器也因?yàn)槠浜唵蔚钠骷Y(jié)構(gòu)和制備過程而備受研究者們關(guān)注,使得其得到了快速的發(fā)展。本文將采用基于鈀薄膜的復(fù)合薄膜材料作為氫氣傳感器的敏感層材料,制備出性能優(yōu)良的氫氣傳感
2、器,對(duì)氫氣傳感器的性能作相關(guān)測(cè)試,并且分析復(fù)合薄膜材料的氫氣敏感原理和對(duì)氫氣傳感器性能改善的原因。本文的研究內(nèi)容主要包括如下幾個(gè)部分:
首先,本論文采用膨脹動(dòng)力學(xué)理論研究了氫氣傳感器的響應(yīng)時(shí)間與鈀納米顆粒體積大小的相關(guān)關(guān)系,然后制備了多孔鈀納米薄膜氫氣傳感器,并且測(cè)試了性能指標(biāo),包括動(dòng)態(tài)響應(yīng)、響應(yīng)時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間、響應(yīng)度、重復(fù)性,測(cè)試發(fā)現(xiàn)多孔鈀納米薄膜氫氣傳感器相較與致密鈀膜氫氣傳感器而言,具有更加快速的響應(yīng)和更加穩(wěn)定的性能。<
3、br> 隨后,文章研究了磷酸擴(kuò)孔工藝濃度和時(shí)間對(duì)氫氣傳感器性能的影響,研究發(fā)現(xiàn)擴(kuò)孔時(shí)間和擴(kuò)孔濃度對(duì)氫氣傳感器性能都帶來顯著的影響,并且通過大量的實(shí)驗(yàn)尋找到了最佳的工藝條件是擴(kuò)孔濃度為5%、擴(kuò)孔時(shí)間是30分鐘,所制備得到的氫氣傳感器的響應(yīng)時(shí)間在氫氣濃度為1%時(shí)達(dá)到了19s,同時(shí),通過測(cè)試復(fù)合薄膜的SEM圖像分析了擴(kuò)孔工藝對(duì)氫氣傳感器所帶來的影響的原因,提出了“裂結(jié)”效應(yīng)和吸氫效應(yīng)對(duì)氫氣傳感器的雙重影響。
為了進(jìn)一步優(yōu)化氫氣傳感
4、器的性能,本論文將二氧化鈦層加入多孔鈀納米薄膜氫氣傳感器,形成多孔鈀-二氧化鈦納米薄膜氫氣傳感器。然后測(cè)試了二氧化鈦層厚度對(duì)氫氣傳感器性能帶來的影響,確定了二氧化鈦噴涂含量為1ml時(shí),二氧化鈦層厚度約為10nm時(shí)氫氣傳感器的性能最佳,在氫氣濃度為8000ppm時(shí),響應(yīng)時(shí)間為5s,恢復(fù)時(shí)間達(dá)到了9s,同時(shí)也分析了二氧化鈦層對(duì)氫氣傳感器性能影響的原因極其相關(guān)機(jī)理。
最后,作為對(duì)多孔層的一種模擬,本文創(chuàng)新性地提出了一種全新的交錯(cuò)碳納
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