质量敏感型有毒有害气体传感器及阵列研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 有毒有害气体的介绍 1

1.3 有毒有害气体检测国内外研究现状及发展趋势 3

1.3.1 半导体气体传感器 3

1.3.2 接触燃烧式气体传感器 4

1.3.3 电化学式气体传感器 5

1.3.4 红外吸收型气体传感器 6

1.3.5 气相色谱仪 7

1.3.6 声波气体传感器 7

1.4 质量敏感型气体传感器及阵列研究进展 8

1.5 主要研究工作 11

第2章 QCM和SAW气体传感器的工作原理及仿真 14

2.1 QCM气体传感器工作原理 14

2.1.1 简介 14

2.1.2 QCM气体传感器的结构 16

2.1.3 QCM气体传感器的工作原理 16

2.2 SAW气体传感器工作原理 18

2.2.1 简介 18

2.2.2 SAW气体传感器的结构 20

2.2.3 SAW气体传感器的工作原理 23

2.3 表面敏感膜对气体分子的吸附 26

2.3.1 吸附作用 26

2.3.2 吸附作用的量化：线性溶剂能量关系（LSER）模型 27

2.4 气体传感器的模拟仿真 29

2.4.1 仿真的必要性 29

2.4.2 有限元分析的基本原理 29

2.4.3 SAW甲烷气体传感器的仿真 31

2.5 本章小结 36

第3章 基于新型聚炔类敏感材料传感器单元的制备及气敏特性 37

3.1 引言 37

3.2 聚炔敏感材料合成及表征 37

3.2.1 实验用材料及仪器 37

3.2.2 PDMEB的合成 38

3.2.3 Pt-DEB的合成 39

3.2.4 敏感材料的表征 39

3.3 基于PDMEB和Pt-DEB气体传感器单元的制备 41

3.4 基于PDMEB和Pt-DEB气体传感器单元的性能测试 42

3.4.1 气敏传感器的测试系统 42

3.4.2 SAW传感器单元的性能测试及分析 43

3.4.3 QCM传感器单元的气敏特性及分析 45

3.4.4 环境因素对传感器的影响 52

3.4.5 气敏机理分析 54

3.5 本章小结 55

第4章 基于超分子材料-穴番A传感器单元的制备及气敏特性 57

4.1 引言 57

4.1.1 穴番结构 57

4.1.2 穴番合成方法 58

4.1.3 穴番-A在气敏传感器中的应用 59

4.2 穴番-A敏感材料合成及表征 59

4.2.1 材料及设备 59

4.2.2 穴番-A的合成 60

4.2.3 穴番-A的表征 60

4.3 基于穴番-A的气体传感器单元的制备 61

4.4 基于穴番-A的气体传感器单元的性能测试 62

4.4.1 SAW传感器单元的性能测试及分析 62

4.4.2 QCM传感器单元的气敏特性及分析 63

4.4.3 温湿度的影响 64

4.4.4 气敏机理分析 66

4.5 本章小结 67

第5章 基于有机无机纳米复合材料传感器单元的制备及气敏特性 68

5.1 引言 68

5.2 有机无机复合敏感材料的传感器单元制备及表征 69

5.2.1 实验用材料及仪器 69

5.2.2 有机无机复合敏感材料的制备 70

5.2.3 基于有机无机纳米复合材料气敏传感器的制备 70

5.2.4 敏感薄膜的表征 71

5.3 有机无机复合敏感材料的传感器单元的性能测试 73

5.3.1 SAW传感器单元的性能测试及分析 73

5.3.2 QCM传感器单元的气敏特性及分析 73

5.3.3 气体传感器响应动力学研究 82

5.4 本章小结 87

第6章 有毒有害气体传感器阵列初步研究 88

6.1 引言 88

6.2 有毒有害气体传感器阵列的搭建及测试 88

6.2.1 基于SAW气体传感器阵列 89

6.2.2 基于现有气体传感器阵列 91

6.2.3 传感器阵列的测试 92

6.3 数据处理 93

6.3.1 信息获取 93

6.3.2 数据预处理 94

6.3.3 特征提取 95

6.3.4 基于人工神经网络的模式识别 95

6.4 有毒有害气体定性识别 100

6.4.1 基于SAW气体传感器阵列对有毒气体VOC的定性识别 100

6.4.2 基于现有气体传感器阵列对可燃性气体的定性识别 102

6.5 有毒有害气体定量分析 103

6.5.1 基于SAW气体传感器阵列对VOC的定量分析 103

6.5.2 基于现有气体传感器阵列对可燃性气体的定量分析 104

6.6 本章小结 105

第7章 结论与展望 107

7.1 主要工作总结 107

7.2 前景展望 109

致谢 110

参考文献 111

研究成果 123