基于SnO₂—CuO納米纖維的薄膜型H₂S傳感器研究

胡明江 王忠

摘 要 采用同軸靜電紡絲技術(shù)制備了SnO2CuO復(fù)合納米纖維， 采用提拉法將SnO2CuO納米纖維涂覆于印有梳狀A(yù)u電極的氧化鋁陶瓷管表面形成敏感薄膜， 設(shè)計(jì)了一種新型薄膜式H2S傳感器。采用 X 射線衍射、掃描電子顯微鏡和X射線光電子能譜（XPS）表征SnO2CuO納米纖維的相組成和微觀形貌， 分析了敏感薄膜成分配比和厚度對硫化氫敏感機(jī)理和電化學(xué)特性。采用WS30A型氣敏元件分析儀測試了H2S傳感器敏感特性、溫度特性、濕度特性、動態(tài)響應(yīng)、抗干擾特性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明， 以C50納米纖維為敏感薄膜（膜厚為70 nm）的H2S傳感器， 在溫度為25℃， H2S氣體濃度為10～60 mg/L時(shí)， 傳感器線性度和靈敏度分別為92.3%和98.2%， 響應(yīng)最大值為1080， 承受的最大相對濕度為95%， 動態(tài)響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間分別為4和12 s。此傳感器對CO， NO2， SO2， NH3， CO2， CH4和H2等有害氣體具有較好的抗干擾性。在礦井中連續(xù)使用12月后， 響應(yīng)衰減了9.2%， 響應(yīng)正常時(shí)間為10.9月。

關(guān)鍵詞 同軸靜電紡絲；硫化氫；傳感器；納米纖維；敏感薄膜