【儀器網(wǎng) 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(guī)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(fā)展到如今,傳感器已經(jīng)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(huán)境保護工作的不斷推進,有越來越多的儀器被應用到
環(huán)境監(jiān)測中,傳感器作為一種獲取信息的重要設備,也為污染物監(jiān)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(jiān)測中被廣泛應用。
科學家指出,開發(fā)基于氧化物半導體的超微型氣體傳感器,對實現(xiàn)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(tǒng)的氧化物半導體因具有廣譜響應而難以走向實用。為開發(fā)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(fā)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(fā)表于傳感器類期刊Sensors and Actuators B: Chemical雜志上。
據(jù)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(fā)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(tǒng)及中樞神經(jīng)造成傷害。硫化氫還是一種易燃?;罚c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(yè)衛(wèi)生標準(GBZ 2.1-2007)規(guī)定,工作場所硫化氫職業(yè)接觸限值為10ppm。而CuAlO2傳感器具有快速響應特性,一旦環(huán)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(shù)量級,及時發(fā)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(fā)性有機物分子的響應小于2,表明優(yōu)良的選擇性。
CuAlO2型傳感器的開發(fā),不僅為大氣污染監(jiān)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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