一、Studies on the Response Dynamics of a Gas-Sensing Membrane Probe（论文文献综述）
李东[1]（2021）在《钛氧化物复合多孔薄膜的制备及其光转化应用研究》文中指出目前比较有前景的汽车是太阳能汽车,能够真正意义上实现零排放。发展新能源汽车是有效应对未来气候变化、推动绿色发展的战略举措,能够有效缓解城市内的空气污染。界面太阳能驱动的水蒸发是一种引人注目的绿色方法,可以有效缓解清洁水和淡水资源的短缺,并且人们已投入巨大的努力来制备具有高效的光热材料。但是,由于界面太阳能驱动的水蒸发的实际条件很复杂,水中污染物和细菌的存在,都可能会使光热材料在实际应用中失活。为此,本论文采用阳级氧化法以及随后的激光辐照法,制备出了具有优良光热、光催化以及抗菌性能的Ti-Ag-O多孔材料,将该材料应用于太阳能驱动水蒸发获得较高的水蒸发速率和效率,展现了应用于太阳能发电的潜力。本论文主要研究内容和结论如下:（1）TiO2作为一种理想的光催化和抗菌材料,具有许多优点:化学性质稳定、无毒无害、成本廉价等。本文采用阳极氧化法将不同含量的Ti Ag合金制备成Ti-Ag-O多孔纳米材料,对样品的表面形貌、成分以及物相结构进行了表征分析,在模拟太阳光200 m W·cm-2光强度下,通过测试光驱动水蒸发评价了样品的光热性能,样品的水蒸发效率最高达到60%。对比纯TiO2光热转化效率有了明显的提高,主要是由于Ag/Ag2O的复合可以提高了材料的光吸收能力和改善了复合材料的润湿性能。通过紫外-可见光吸收光谱仪器（UV-Vis）测试了样品对罗丹明B（Rh B）的降解速率,评价了样品的光催化性能,在光强度200 m W·cm-2,降解1 mg·L-1的罗丹明B去除率达到60%,对比纯TiO2有了明显的提高,Ag/Ag2O的复合可以有效抑制电子空穴对的复合,通过抑菌圈直径法评价了材料的抗菌性能。结果表明Ti-Ag-O复合材料具有优良光热、光催化以及抗菌性能。（2）为了进一步提高Ti-Ag-O复合材料的光热性能,将Ti90Ag10合金阳极氧化制备的Ti-Ag-O多孔纳米粉末采用激光辐照处理,发现可以将部分金属Ag纳米颗粒氧化成Ag2O纳米颗粒。通过这种激光诱导的转变,可以有效的改善Ti-Ag-O光热薄膜的表面润湿性,提高多孔薄膜材料的亲水性,Ti-Ag-O多孔薄膜的光热水蒸发效率最高可达71%。同时,在光强度200 m W·cm-2,激光辐照的Ti-Ag-O样品对1 mg·L-1的罗丹明B的去除率高达83%,显示出了更加优异的光催化降解性能。此外,抑菌圈实验结果表明,Ti-Ag-O纳米粒子也能使其表现出优异的抗菌性能。将Ti Ag合金通过阳极氧化制备成同时具备三重功能的Ti-Ag-O纳米多孔粉末,使其在界面太阳能驱动水蒸发技术的实际应用中具有很大的潜力。通过Ti Ag合金的阳极氧化以及激光辐照的方法可以制备出更多的多功能材料,为其他光热材料的制备提供了参考。
黄敏旋[2]（2021）在《基于高性能抗湿气体传感器的人体呼出气体检测研究》文中进行了进一步梳理人体呼出气体主要由200多种有机及无机分子组成,蕴含着丰富的与人体新陈代谢密切相关的信息。然而,呼出气中还存在相对湿度为65-88%的水分子气体。这给各种传统的呼出气体分析设备（如气相色谱仪）的选择性以及精密性带来巨大的挑战:数百种干扰气体和高浓度水分子会屏蔽目标分子信号,难以实现高选择、实时的疾病诊断。基于此,新兴的金属氧化物半导体基传感器以检测快、体积小、重量轻、耐用为特点,为便携式健康监测提供了一个极具吸引力的解决方案。但是目前该类传感器仍存在一些问题,如检测限高、在高湿环境下对呼出气体的选择性和稳定性有待加强。因此,本论文面向疾病呼吸气体主要成分的检测,从复合气敏材料的设计、合成以及传感器件的制备等方面入手,系统研究了其对呼出气体中挥发性有机化合物的敏感性能,并对材料的抗湿性能进行优化和提升。这对于解决人体疾病的实时检测及健康预警问题具有重要的理论意义。本论文主要研究内容如下:（1）利用溶剂热-水浴的原位转化法,制备由2D纳米片Zn In2S4负载的n-n型Zn In2S4@In2O3纳米球异质结构气敏材料。研究发现,Zn In2S4的添加量对Zn In2S4@In2O3纳米球的形貌和微观结构有很大影响。气敏性能测试表明,Zn In2S4@In2O3-1.0传感器对乙醇表现出了良好的选择性、较高的响应值（对100 ppm乙醇响应值为58）、一定的抗湿性能（60%R.H.下灵敏度为8）和良好的长期稳定性。这为人体呼出气体监测中的抗湿型传感器的开发奠定了技术基础。（2）通过气相沉积法,制备了有机-无机复合结构的N-C@Sn O2-Co3O4中空纳米盒气敏材料。有机包覆层的引入可以构造丰富的氧空位缺陷,并且由于其特殊结构可以对目标分子丙酮优先吸附,从而对水分子起到一定的屏蔽作用。经过气敏测试结果得出,N-C@Sn O2-Co3O4传感器对丙酮具有较高的选择性,在最佳工作温度为160oC时对50 ppm丙酮的灵敏度为9。并且在相对湿度为90%时,N-C@Sn O2-Co3O4传感器对50 ppm丙酮的灵敏度仍然保持在14,表现出优良的抗湿性。这为丙酮气体传感器在人体呼出气体的检测应用方面提供了一个重要的策略。（3）在前期的气相沉积技术基础上,采用化学修饰得到了表面改性的C@Sn O2-Co O纳米盒气敏材料。所得C@Sn O2-Co O纳米盒的酒精气敏性能得到了全面改善,尤其是在灵敏度及抗湿性方面有着较大的提高,在50-90%R.H.下对100 ppm乙醇的灵敏度保持在58。同时,C@Sn O2-Co O传感器在模拟呼出气体的湿度水平（65-88%R.H.）中表现出良好的可重复性。并且能在连续5个传感周期中快速测量低浓度酒精气体。碳包覆层能有效筛选了目标气体分子,且响应信号仍不下降。基于上述结果,C@Sn O2-Co O材料有望成为制备抗湿性酒精传感器的候选材料。
张禹熙[3]（2021）在《固体电解质混成电位型三乙胺气体传感器研究》文中提出三乙胺（triethylamine/后文中使用简写TEA）蒸汽是一种易燃、易爆、有毒气体,环境中存在三乙胺气体给人们的生命安全和身体健康带来巨大危害。此外,三乙胺还是鱼类腐败过程中散发出的标志物气体,通过三乙胺浓度可以判断鱼的新鲜程度,因此,对环境中三乙胺气体的检测十分必要。针对大型仪器成本高、测试周期长和难于现场检测等不足,本文开发一种基于固体电解质和双钙钛矿La2NiFeO6敏感材料的三乙胺气体传感器,其具有功耗低、体积小、全固态、成本低廉和操作简单等优点。通过新型固体电解质的应用和高性能敏感电极材料的开发,研制出主要性能指标满足环境检测和食物安全管理等领域应用需求的高性能三乙胺传感器。具体的研究内容如下:1.利用溶胶凝胶法制备了NASICON固体电解质材料,利用柠檬酸络合法制备La2NiFeO6材料,对制备的NASICON和La2NiFeO6材料了进行XRD、SEM表征,确定了NASICON固体电解质材料和La2NiFeO6敏感电极材料的微观结构以及晶相组成。2.利用制备的La2NiFeO6材料作为敏感电极制备了NASICON基混成电位三乙胺气体传感器,研究了敏感电极材料La2NiFeO6的不同烧结温度对传感器敏感特性的影响。结果显示:以1100°C烧结La2NiFeO6材料为敏感电极的传感器具有最大灵敏度。在最佳工作温度450°C时,对100ppm三乙胺气体响应值为-55.8m V,检测范围为2-200ppm,同时具有良好的重复性和选择性。3.利用制备的La2NiFeO6材料为敏感电极制备了Ce0.8Gd0.2O1.95（GDC）混成电位三乙胺气体传感器。研究了敏感电极材料的烧结温度对传感器性能的影响,其中以1100°C为烧结温度的La2NiFeO6为敏感电极的三乙胺传感器性能最好,在490°C下,对50ppm的三乙胺有-123.2m V的响应值,可检测的最低浓度为0.5ppm,并能输出-5.7m V的电信号,最高检测上限为200ppm,灵敏度为-62.6m V/decade,并且传感器具有良好的抗湿性、重复性、长期稳定性和选择性。NASICON基三乙胺传感器具有工作温度较低的特点,传感器的功耗较低,但其他性能还有改进的空间。GDC基三乙胺传感器工作温度稍高,但是传感器具有更好的灵敏度、检测量程、抗湿性和温度性,由于这些良好的气敏性能,其在环境检测和食品安全管理领域具有良好的应用前景。
王静[4]（2021）在《基于稳定氧化锆和钛基复合氧化物敏感电极的固体电解质气体传感器的研究》文中指出固体电解质气体传感器在污染源监控、大气/微环境监测、工业/家庭安全、资源探测、医学诊疗、航空航天等领域具有重要应用,是传感器领域的重要前沿方向。基于混成电位原理的新型固体电解质传感器具有选择性好、响应恢复快和稳定性高等突出特点,特别是随着性能优异的氧化物敏感电极的不断开发,可检测的气体种类不断扩大,正在不断拓宽应用领域。本文聚焦移动污染源监控、大气/微环境/工业安全监测和医学诊疗领域对高性能气体传感器的迫切需求,以构建基于稳定氧化锆（YSZ）和复合氧化物敏感电极的混成电位型固体电解质气体传感器为研究目标,通过设计和制备新型钛基复合氧化物敏感电极,调控敏感电极的电化学催化反应活性、微纳结构和三相反应界面（TPB,待测气体-YSZ固体电解质-敏感电极形成的界面）微观状态,研制了面向机动车尾气在线监控（OBD）的高灵敏高温NO2传感器,面向大气环境监测的高灵敏和高选择SO2传感器,面向大气和微环境中VOCs检测的ppb级低检测限乙醛传感器,面向电气绝缘设备故障在线监测的高灵敏C2H2传感器以及面向糖尿病无创、无痛、便捷诊断的高性能丙酮传感器,具体的研究内容如下:（1）针对机动车排气中NOx的原位在线精准测量需求,利用溶胶-凝胶法制备了Co Ti O3复合氧化物敏感电极材料,构建了平面型稳定氧化锆基混成电位型车载高温NO2传感器。通过优化传感器的工作温度（550-750℃）,有效提升了传感特性。当工作温度为650℃时,基于Co Ti O3敏感电极的传感器对100 ppm NO2表现出最高的响应值,为130 m V。同时传感器对NO2具有较低的检测下限（500ppb）、良好的灵敏度（60 m V/decade）、卓越的选择性和良好的稳定性,为车载氮氧化物传感系统提供潜在的应用器件。利用极化曲线验证了混成电位传感机制。（2）大气环境污染气体（SO2）是造成酸雨的主要污染物,具有局域分布、瞬时变化的特征,需要研制高灵敏和高选择的SO2传感器,以构建节点密集的大气环境监测物联网。设计和制备了三种钛酸盐复合氧化物敏感电极材料（Zn Ti O3、Co Ti O3和Ni Ti O3）,通过优化敏感电极电化学催化活性,发现以Zn Ti O3为敏感电极的传感器对1 ppm SO2具有最高的响应值,达到-22.5 m V,检测下限为0.1ppm,其优异的敏感性能主要归因于较好的电化学催化反应活性。此外,该传感器也表现出了良好的选择性和重复性,为构建新型城市大气环境物联网提供了核心检测节点。（3）面向大气和微环境对VOCs气体检测的需求,首次开发了基于稳定氧化锆固体电解质和Ni Ti O3敏感电极的混成电位型ppb级乙醛传感器。通过优化烧结温度,调控敏感电极的多孔性和三相反应界面微观状态,明晰了灵敏度与多孔性和三相界面微观状态的内在关联,确立了1000℃为最佳烧结条件,并利用电化学阻抗测试验证了1000℃烧结的Ni Ti O3敏感电极所构建的传感器对乙醛具有最高的电化学催化能力。在最佳工作温度下,该传感器可以实现200 ppb乙醛的灵敏检测,具有快速的响应恢复特性,对50 ppm乙醛的响应恢复时间分别为10s和26 s,具有良好的重复性、选择性和稳定性。（4）针对电气绝缘设备故障状态监测的急需,通过设计/筛选复合氧化物敏感电极（Cd Ti O3、Ni Ti O3和Co Ti O3）和优化传感器的工作温度（510-590℃）,研制了以Cd Ti O3为敏感电极的高灵敏稳定氧化锆基C2H2传感器。测试结果表明,该传感器在550℃工作温度下对100 ppm C2H2展现出了最高的响应值,为-126 m V。传感器对0.5-5 ppm C2H2和5-100 ppm C2H2的灵敏度分别为-8 m V/decade和-91m V/decade。同时传感器具有良好的选择性、重复性和30天的高温稳定性。通过对不同传感器的极化曲线和复阻抗的测试,解释了传感器具有良好敏感特性的原因。（5）呼气中的某种气体是特定疾病标志物,通过检测呼气标志物可以监控人体健康状况。丙酮是糖尿病的呼气标志物,通过检测丙酮可以实现对糖尿病无痛、无创诊断和监测。研制了以Fe2Ti O5-Ti O2为敏感电极的YSZ基丙酮传感器,通过氧化物敏感电极的复合,有效提升了传感器的灵敏度和选择性。进一步优化工作温度,降低了检测下限,在最佳工作温度590℃下,传感器对20 ppm丙酮的响应值达到-75 m V,检测下限低至0.1 ppm,同时传感器也具有优异的耐湿性。利用所研制的丙酮传感器对健康志愿者和糖尿病患者进行了呼气检测,发现传感器对糖尿病患者呼气响应值远高于健康志愿者,可以对健康人和糖尿病患者进行有效区分。
蔡雨[5]（2021）在《Ag修饰ZnO纳米花/棒的制备及光学性质研究》文中研究说明ZnO纳米材料在电学、光学、磁学等学科以及国防医疗方面有着广泛的应用前景,不同形貌结构的ZnO纳米材料的可控生长对研究其应用具有重要的意义。在已经制备出的各种形貌的ZnO纳米材料中,ZnO三维花状结构可以避免纳米粒子的团聚、增大ZnO的比表面积,提高ZnO纳米材料的非线性响应和光致发光（PL）性能,因此其赢得了越来越多的研究者的关注。本论文拟采用水热法制备ZnO纳米棒/花（ZnO NRs/NFs）材料,调节生长时间和前驱体浓度,实现纳米花状的ZnO的可控生长;并且利用水热和磁控溅射两步法合成了Ag纳米粒子修饰ZnO纳米花（AgNPs@ZnO NFs）。在此基础上,利用PL谱和Z-扫描（Z-Scan）等测试手段对样品的光致发光性能及非线性光学性质进行详细地研究;首先研究了不同浓度下生长的ZnO NFs的形貌对PL性能的影响,并分析ZnO NFs生长机制;又研究了AgNPs@ZnO NFs的结构、形貌、线性及非线性光学性质的影响。主要内容如下:采用单步水热法及其与磁控溅射两步方法制备了ZnO NRs/NFs材料和AgNPs@ZnO NFs。在这项工作中,在Ag种子层和光滑的硅衬底上分别获得不同形貌的ZnO NFs和ZnO NRs,讨论了ZnO纳米材料的生长机理,分析了前驱体浓度对ZnO NRs/NFs的形貌、结构的影响,并探讨了Ag种子层对ZnO纳米材料的生长催化作用。通过调控磁控溅射实验参量制备出大小不同的AgNPs@ZnO NFs,研究了AgNPs对ZnO NFs的结构、形貌性质的影响。利用PL谱测试ZnO NRs/NFs和AgNPs@ZnO NFs的PL性能。分析不同大小的AgNPs对ZnO NFs的PL性能的影响,揭示其发光机制。实验结果表明,直径为10-20nm的AgNPs覆盖了ZnO NFs表面的缺陷态,使可见光强度减弱,但没有改变其结构和形貌;直径为18-50nm的AgNPs修饰能有效地增强了可见发光强度,其增强的原因是激子浓度增加与金属纳米粒子局域场的增强之间竞争的协同效应。采用飞秒（fs）脉冲激光对ZnO NFs和AgNPs@ZnO NFs进行Z-scan测试,研究材料的非线性光学（NLO）性质。波长800nm和脉宽190 fs的激光激发下的开孔Z-scan结果显示,AgNPs@ZnO NFs阵列的非线性吸收随激光能量的增加而有所提高;波长400nm和脉宽190 fs的激光激发下的闭孔Z-scan结果显示,与ZnO NFs相比,AgNPs@ZnO NFs非线性折射率有显着提高,是一种具有发展多功能光学器件潜力的纳米复合材料。本文的实验设计和研究内容为贵金属修饰ZnO纳米材料的生长提供了优化的生长参数,并且经AgNPs修饰改性后,三维花状ZnO纳米材料的PL性能和非线性折射得到提高,为ZnO纳米材料的应用奠定了实验基础。
杨恒[6]（2020）在《MEMS气体传感器及微制造平台的研发》文中指出金属氧化物半导体气体传感器,具有结构简单、体积小、功耗低、价格便宜等特点,被广泛应用于食品安全,医用检测,空气质量监测等领域。其可基于微电子机械系统（MEMS）技术,通过光刻、溅射、刻蚀、微喷成膜等工艺制造微热板结构器件,实现亚毫米尺度的器件集成,大幅降低器件功耗和成本,这也将是传感器发展的大趋势。目前基于MEMS技术的传感器微制造平台,主要以硅片作为芯片基底,兼容溅射等成膜工艺,但高性能的气敏膜以多孔厚膜为主,以浆料微喷为成膜工艺。多孔气敏膜、电极、基片之间温度场与应力场的匹配,将影响器件的稳定性与功耗。氧化物陶瓷与金属电极、金属氧化物气敏膜,在膨胀系数、导热系数等参数匹配上有着天生的优势。本文开发了一套以陶瓷为基片的MEMS气体传感器制造平台,包含紫外光刻、激光刻蚀、微喷成膜、辅助封装等功能,具有工艺连贯、高精度、模块化等特点。采用掩膜板与基片接触式曝光实现紫外光刻,并基于多自由度移动平台实现掩膜板与基片的高精度自动对准;采用355nm紫外激光器及高精度振镜系统,实现20μm内线宽的基片刻蚀;采用超细孔径的玻璃喷嘴,以及静电微喷方式,实现气敏膜定点微喷,成膜直径可小于100μm。其次,本文为了提升气体传感器微制造平台的加工精度,分别对平台的光刻工艺和激光刻蚀工艺参数进行了优化。通过优化设定图案线宽和曝光时间参数,得到线宽为20.16μm的完整图案;通过调整激光器振镜出光的距离,使得激光器的激光线宽为最小值21.9μm,对应的功率密度最大。接着,本文通过磁控溅射镀膜和微喷成膜实验,对紫外光刻和微喷成膜工艺进行了评价。结果表明,光刻工艺加磁控溅射得到得金属电极线宽一致性偏差为0.045,电极电阻一致性偏差为0.036,满足一致性偏差小于0.05的预期要求;微喷表成膜得到的金属氧化物材料膜径一致性偏差平均为0.034,满足预期要求。最后,本文设计、优化并制造了一种气体传感器器件,其组成包括孔保护网罩、气敏阵列芯片、垫高陶瓷片以及半导体管壳。在设计过程中,针对气敏阵列芯片中微热板结构设计了三种电极分布方案,分别是共面式、异面式和叠层式;针对气敏阵列芯片在使用时的散热问题,设计了两种不同结构的垫高陶瓷片,分别是整体镂空式和阵列镂空式;考虑到气体传感器器件的使用环境和机械强度,设计了多孔保护网罩,保证器件能够稳工作。在优化过程中,利用有限元分析软件ANSYS对气敏阵列芯片在不同条件下的温度场进行了仿真分析,其结果表明,阵列镂空式垫高陶瓷片和共面式电极分布为优选方案。在制造过程中,通过光刻、磁控溅射、激光刻蚀以及微喷成膜的方式制备了气敏阵列芯片,并通过胶连和金丝绑定的方式将芯片封装在半导体管壳中,得到一种可应用于实际测试电路的气体传感器阵列器件。
杜妍[7]（2018）在《金属氧化物氢氧敏材料及传感阵列的研发》文中研究说明氢气是一种清洁能源,在合成工业、电子制造业、燃料电池等各方面都有广泛的应用。但是氢气易燃易爆,且无色无味,不易被人类所感知,因而在使用过程中存在一定的安全隐患。值得注意的是,在氢气生产、运输、存储或在某些特殊环境（例如对核材料所处气氛的氢气监测）下的监测中,背底气氛的氧气浓度往往低于20%甚至在ppm级别,在这种环境下的氢气检测与常规氧浓度下氢气检测有较大差别。因此为了保证上述环境中的生命财产安全,需要在不同氧浓度中对氢气及其浓度进行高灵敏的检测。金属氧化物（MOX）半导体气体传感器具有灵敏度高、成本低廉、长期稳定、易于微型化的优势,被广泛研究和使用。目前金属氧化物半导体气体传感器的响应机制与氧环境有很大的关系。为了在特定氧浓度范围内都能对氢气有高灵敏度,需要采取一定方式去进一步提高传感器的灵敏度。从气敏材料层面,可以采用修饰、复合等方式来提高灵敏度;从外场层面,可以采用过滤膜及热调制来调控气敏性能。因此本文首先用Pt修饰的ZnO作为气敏材料,在Pt-ZnO气敏膜上沉积一系列不同Si/Al原子比的SiO2/Al2O3复合膜,研究了传感器在50-10000ppm氧气浓度背底下对氢气的响应。在高氧分压（10000ppm）下,沉积有高Si/Al比膜的传感器可作为喜氧的氢气传感器。在低氧分压（50ppm）下,沉积有低Si/Al比膜或没有扩散膜的传感器可作为厌氧的氢气传感器。这一研究有助于进一步理解金属氧化物表面氧扩散对其性能的影响。此外,本文还采用了TiO2-Co3O4-In2O3三种MOX进行三元复合及Pt修饰。研究了不同成分的复合材料在高低氧气浓度背底下对氢气的响应,发现复合材料的响应大于纯材料。同时还研究了恒温和程序变温下的氢气氧气响应,结果发现,在程序变温下氧气响应和不同氧气浓度背底下的氢气响应都有了23个数量级的提升,并且提升的幅度与材料比例有很大的关系。最后,将氢敏和氧敏MOX材料组成一个传感阵列,开发了一款氢气氧气传感阵列微型化探头。在程序变温下测试了探头对一系列正交浓度的氢气氧气响应,并根据测试数据建库,得到不同MOX半导体气敏材料的氢气浓度-氧气浓度-电阻特征曲面。基于一种模式识别方法对氢气氧气浓度进行识别,识别准确率是89.6%。
吴楠[8]（2018）在《基于先驱体转化法的纳米SiC纤维设计、制备及气敏性能》文中提出航空、航天及核工业等领域对极端环境下能快速响应和稳定工作的气体传感器提出了更高需求。一维碳化硅（SiC）纳米材料除了载流子浓度可随周围气体环境变化的特性之外,还具有耐高温、耐腐蚀、比表面积大和热导率高等优点,可满足极端环境对气敏材料的要求。本论文基于先驱体转化法和静电纺丝技术,设计并制备了柔性纳米SiC纤维膜和SiC纳米棒构建的中空纳米SiC纤维,并利用化学还原法在纤维上负载铂纳米颗粒。分析了不同类型纤维的组成与结构,对纤维的力学性能、疏水性能和高温气敏性能及相关机理开展了研究。以聚碳硅烷（PCS）为先驱体,通过引入助纺聚合物和表面活性剂,设计了一种新的纺丝溶液体系。经静电纺丝、不熔化和高温烧成,制备了直径为500 nm的SiC纤维。研究了助纺聚合物分子量、表面活性剂、环境湿度和热处理工艺等对纤维直径、形貌和组成的影响。制备的纳米SiC纤维,在500oC下对500 ppm氢气的响应灵敏度为22.6%。基于颗粒增强增韧机理,利用静电纺丝溶液组分可调的优势,制备了含钯柔性纳米SiC纤维膜。通过在纳米SiC纤维内部原位形成氧化钯和金属钯纳米颗粒,减小了纳米SiC纤维的内部孔隙和孔体积大小。与普通纳米SiC纤维膜相比,含钯纳米SiC纤维膜的柔性有了极大改善,抗拉强度达到33.2 MPa,是前者的66倍。原位形成的纳米颗粒提高纳米SiC纤维力学性能的机理为:（1）降低了纤维内部孔隙和孔体积大小;（2）阻碍裂纹扩展或诱导裂纹偏转,减缓应力集中。含钯柔性纳米SiC纤维膜在弯曲、高温和酸碱等环境中具有较好的疏水性能。自支撑的含钯柔性纳米SiC纤维膜在500oC下,对100 ppm氢气的灵敏度为1.5%,响应和恢复时间分别为3 s和1 s,表现出较好的高温氢气气敏性能。通过调控聚苯乙烯（PS）和PCS在溶液中的分散程度,经单针静电纺丝,即可得到核壳结构的PS@PCS纤维。高温热处理过程中,PS分解和PCS裂解后,制备出中空纳米SiC纤维。基于催化剂辅助热解原理,制备了由直径为10 nm20nm的SiC纳米棒构建的中空纳米SiC纤维（HSiC）。SiC纳米棒是由无定型SiOC相分解产生的SiO和CO,在NiO的催化作用下反应形成。通过化学还原法在HSiC纤维上均匀负载了Pt纳米颗粒（Pt/HSiC）。Pt纳米颗粒、HSiC纤维的多级孔结构和高结晶性SiC纳米棒的协同作用,使Pt/HSiC具有较好的高温氨气传感性能。Pt/HSiC对100 ppm氨气的灵敏度为6.5%,响应和恢复时间分别只有2 s和5 s,并具有较好的稳定性。Pt/HSiC对氨气的气敏响应以溶解溢出机制为主。除以上工作之外,博士期间还另外做了两项工作:一是互连的Fe-N/C纳米纤维网制备及酸性ORR性能研究;二是石墨烯负载FeCo@NC纳米球的制备及其ORR/OER性能研究。由于在材料体系和应用上,与本论文主题有所差别,故作为附录附于其后。
申正伟[9]（2018）在《深海溶解甲烷原位长期探测技术研发及应用研究》文中研究表明海洋是大气甲烷的重要源和汇,开展海洋中溶解甲烷浓度研究,对于探测海底环境、寻找天然气水合物矿藏及预警海底灾害等方面具有重要作用。海洋原位传感器是人类感知海洋的触角,与传统的实验室分析方法相比,具有体积精小、操作便捷、检测精准、可放置在指定观测区域进行实时、连续监测等优点。然而目前,我国在该领域的研究起步较晚,仅有少数几家科研或教学单位致力于该方向研究,且均处于实验室研究或样机试验阶段。基于当前国内原位甲烷传感器的研究需求,同时借鉴国际传感器的先进技术和方法,本文研发设计出一种能够实时、长期、高精度探测海水溶解甲烷浓度的新型仪器,并详细阐述了该仪器的海水内外循环、封闭条件下膜脱气、气体分离和检测等关键技术,探讨了仪器集成化方案及系统灵敏度和检出限的计算方法,且验证了仪器的综合性能。这对于促进我国海洋探测技术的发展及海底资源的有效利用等都具有重要意义。本研究主要取得以下成果:（1）深海溶解甲烷原位探测仪器主要由减压稳流系统、脱气检测系统和气液处理系统等构成,其设计原理为通过在水下使用高精度气体化学传感器对原位海水样品脱出的溶解气进行检测的方法,实现海水中甲烷等轻烃浓度的原位高精度探测。（2）深海高压条件下海水内循环主要依靠双级减压阀和流量调节阀等进行控制,降压后为常压匀速海水。外循环是利用自制的废液池和增压排水泵进行废液的存储和排放。废液池内安装液位传感器,以有效控制废液的排放时机。（3）脱气检测系统是利用改性聚丙烯中空纤维膜的疏水性和透气性达到海水脱气的目的。针对系统的封闭工作环境,对主流脱气机进行了优化改装,根据脱气效率实验结果,表明改装后脱气装置具有高脱气效率。（4）对常规色谱柱进行筛选优化,确定了最优甲烷色谱柱性能指标。选用SnO2等较难还原的氧化物作为基体材料,加入不同掺杂剂和降阻材料制作不同的配方,根据不同的烧结工艺制作出多种气敏元件,最后筛选出灵敏度最高,离散性最小的气敏元件作为探测仪器所用的传感器探头。（5）对探测仪器的供电和控制系统进行集成化研究,并通过联合调试实验验证了系统的稳定性和协调性。基于探测仪器的检测原理,将测得的色谱数据值转化为海水中溶解甲烷的浓度值,确定了探测仪器的灵敏度和检出限。（6）通过自制制备器对仪器进行的多温压状态下的模拟试验,以及进一步的海试实验和入网接驳测试,获取了准确的海水溶解甲烷浓度值,验证了探测仪器的稳定工作性能。
贺会策[10]（2017）在《基于海底观测网的溶解甲烷高精度传感探测关键技术研究》文中进行了进一步梳理由于生物化学作用、下覆油气资源渗漏扩散以及天然气水合物失稳分解的存在,造成了海水中溶解甲烷浓度的不均匀性分布。海水中的溶解甲烷浓度不仅对全球气候和海洋环境变化有着至关重要的影响作用,而且也是发现天然气水合物赋存区的有效依据之一。传统的流体地球化学方法无法实现对海水溶解甲烷浓度的原位实时监测。目前,国际海洋环境调查和水合物资源勘探中,溶解甲烷传感器技术已经向着原位实时、高效连续的测试方式和方向发展。本文针对基于海底观测网的溶解甲烷原位高精度传感器的研制,从技术设计、系统组成、工作原理以及相关的实验和海试等方面开展研究工作,主要完成了以下研究内容:（1）从选题背景和研究意义出发,系统总结了海水溶解甲烷的传统流体地球化学测试方法和原位检测技术研究现状,并在此基础上完成了海水溶解甲烷原位高精度传感器系统的整体框架和工作原理的技术设计。（2）完成了基于海底观测网的溶解甲烷传感器设计的关键技术研究。具体包括,耐压舱设计与结构布局、海水降压稳流与系统内外海水循环、海水气液分离与气体定量进样、气态烃高精度检测、在线色谱工作站与甲烷数据采集发送,以及系统的集成控制与通讯供电等几大关键技术的研发设计。（3）在传感器各技术单元工作原理和技术指标建立确定的基础上,针对其工作环境适应性、测试性能稳定性和可靠性,以及对测试数据的校正计算等方面开展相关的实验和校正方法研究。具体内容包括,海水温压模拟实验、气态烃检测系统测试数据校正及精密度计算、海水溶解甲烷浓度计算以及按相关国家标准和行业标准规定的环境测试实验等。（4）甲烷传感器试验样机研制完成后,通过青岛两次阶段性海试试验和南海站平台入网接驳测试试验,进一步验证了系统设计的科学性、合理性,工作测试性能的稳定性、可靠性,以及对工作环境的适应性等要求,并成功获得多组我国黄海和南海海水溶解甲烷浓度数据。（5）总结研究工作与结论认识,针对研究过程中出现的问题提出具体的改进方案和建议,为进一步完善系统的功能和测试性能奠定了基础。
二、Studies on the Response Dynamics of a Gas-Sensing Membrane Probe（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Studies on the Response Dynamics of a Gas-Sensing Membrane Probe（论文提纲范文）
（1）钛氧化物复合多孔薄膜的制备及其光转化应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 二氧化钛(TiO_2)概述 |
| 1.2.1 二氧化钛晶体结构 |
| 1.2.2 二氧化钛光热和光催化反应机理 |
| 1.2.3 二氧化钛的制备 |
| 1.2.4 .二氧化钛的应用 |
| 1.3 纳米银和氧化银的概述 |
| 1.3.1 纳米银的合成方法 |
| 1.3.2 纳米银的应用 |
| 1.3.3 氧化银的性质与应用 |
| 1.4 研究目的 |
| 1.5 研究内容 |
| 2.实验原料与仪器 |
| 2.1 实验过程中所用到的原料和化学药品 |
| 2.2 实验过程中所用到的器材和设备 |
| 2.3 结构表征 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 高分辨透射电镜 |
| 2.3.3 X射线能谱分析 |
| 2.3.4 X射线衍射分析 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱仪 |
| 2.3.6 紫外-可见分光光度计分析 |
| 2.3.7 荧光光谱测试 |
| 2.3.8 比表面积(BET)测试 |
| 2.3.9 导热系数表征 |
| 3.阳极氧化制备钛氧化物复合多孔薄膜应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 阳极氧化实验 |
| 3.2.2 光热驱动水蒸发性能测试 |
| 3.2.3 光催化活性测试 |
| 3.2.4 抗菌性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品的形貌特征与成分表征 |
| 3.3.2 光热驱动水蒸发性能测试分析 |
| 3.3.3 光催化降解罗丹明B溶液的性能测试分析 |
| 3.3.4 抗菌性能测试分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.钛氧化物多孔薄膜激光改性及其光转化应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 激光处理实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌表征及物相组成 |
| 4.3.2 光热驱动水蒸发性能测试分析 |
| 4.3.3 光催化降解罗丹明B溶液的性能测试分析 |
| 4.3.4 抗菌性能测试分析 |
| 4.4 本章结论 |
| 5.结论与未来展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于高性能抗湿气体传感器的人体呼出气体检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 呼出气体中挥发性有机化合物(VOCs)的概述 |
| 1.2.1 呼出气体中VOCs的简介与发展 |
| 1.2.2 人体内VOCs的产生路径 |
| 1.2.3 人体呼出气体的分析检测手段 |
| 1.3 水分子对呼出气体分析检测的影响 |
| 1.4 气体传感器的概述 |
| 1.4.1 气体传感器的定义 |
| 1.4.2 气体传感器的性能评价指标 |
| 1.4.3 抗湿性气体传感器的分类 |
| 1.5 金属氧化物半导体(MOS)纳米材料在抗湿气体传感领域的应用 |
| 1.5.1 MOS气敏材料 |
| 1.5.2 MOS气敏材料的传感机理 |
| 1.5.3 MOS气敏传感器的应用前景及发展趋势 |
| 1.6 本论文研究概况 |
| 1.6.1 研究目的与意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 第二章 试剂、表征与器件 |
| 2.1 试剂 |
| 2.2 表征设备与测试仪器 |
| 2.3 器件的组装与气敏性能测试 |
| 第三章 基于ZnIn_2S_4@In_2O_3气体传感器的酒敏性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 ZnIn_2S_4@In_2O_3纳米球气敏材料的制备 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 表征结果 |
| 3.3.2 气敏性能评价 |
| 3.3.3 气敏机理讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于N-C@SnO_2-Co_3O_4抗湿型气体传感器对丙酮标志物的检测研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 N-C@SnO_2-Co_3O_4中空纳米盒气敏材料的制备 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 表征结果 |
| 4.3.2 气敏性能评价 |
| 4.3.3 气敏机理讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于C@SnO_2-CoO中空纳米盒气体传感器的湿敏性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 C@SnO_2-CoO中空纳米盒气敏材料的制备 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 表征结果 |
| 5.3.2 气敏性能评价 |
| 5.3.3 气敏机理讨论 |
| 5.4 高性能气敏-抗湿一体化传感器在人体呼出气体中的应用研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（3）固体电解质混成电位型三乙胺气体传感器研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 气体传感器意义 |
| 1.2 三乙胺的危害 |
| 1.3 三乙胺传感器的研究 |
| 1.4 固体电解质简介 |
| 1.4.1 NASICON固体电解质 |
| 1.4.2 Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.95)固体电解质 |
| 1.5 固体电解质型气体传感器 |
| 1.6 La_2NiFeO_6敏感材料简介 |
| 1.7 本文主要的写作思路 |
| 第2章 固体电解质材料及敏感材料的制备及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 固体电解质NASICON的制备与表征 |
| 2.2.1 NASICON的制备 |
| 2.2.2 NASICON材料的表征 |
| 2.3 Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.95)(GDC)材料的表征 |
| 2.4 La_2NiFeO_6敏感材料的制备与表征 |
| 2.4.1 La_2NiFeO_6的制备 |
| 2.4.2 La_2NiFeO_6敏感材料的表征 |
| 2.5 小结 |
| 第3 章 基于NASICON固体电解质和La_2NiFeO_6敏感电极的混成电位型三乙胺气体传感器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传感器制作流程 |
| 3.3 传感器测试方法 |
| 3.4 传感器的气敏性能研究 |
| 3.4.1 1000℃La_2NiFeO_6传感器的气敏特性 |
| 3.4.2 1100℃La_2NiFeO_6传感器的气敏特性 |
| 3.4.3 1200℃La_2NiFeO_6传感器的气敏特性 |
| 3.4.4 1100℃La_2NiFeO_6传感器的重复性和选择性的研究 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 基于GDC固体电解质和La_2NiFeO_6敏感电极的混成电位型三乙胺气体传感器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传感器制作流程 |
| 4.3 传感器的测试方法 |
| 4.4 传感器的气敏性能研究 |
| 4.4.1 敏感材料的烧结温度对传感器性能的影响 |
| 4.4.2 传感器主要气敏性能研究 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 传感器敏感机理及增感机制的讨论 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 极化曲线对混成电位机理的验证 |
| 5.3 传感器增感机制的研究 |
| 5.3.1 La_2NiFeO_6敏感电极材料的形貌对性能的影响 |
| 5.3.2 La_2NiFeO_6敏感电极材料的电化学活性面积对性能的影响 |
| 5.4 敏感材料的表面形貌对稳定性的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及发表论文 |
| 致谢 |
（4）基于稳定氧化锆和钛基复合氧化物敏感电极的固体电解质气体传感器的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 气体传感器 |
| 1.1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.2 气体传感器的分类和性能参数 |
| 1.2 固体电解质型气体传感器 |
| 1.2.1 固体电解质概述 |
| 1.2.2 固体电解质气体传感器的分类 |
| 1.3 基于钇稳定氧化锆(YSZ)的混成电位型气体传感器 |
| 1.3.1 YSZ基混成电位型气体传感器的敏感机理 |
| 1.3.2 YSZ基混成电位型气体传感器的增感策略 |
| 1.4 Ti基氧化物敏感电极材料的研究进展 |
| 1.5 本论文研究思路和工作内容 |
| 第2章 基于YSZ和 CoTiO_3敏感电极的混成电位型车载高温NO_2传感器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 CoTiO_3敏感电极材料的制备和表征 |
| 2.2.2 YSZ基混成电位型气体传感器的制作 |
| 2.2.3 传感器的敏感性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 敏感电极材料的表征分析 |
| 2.3.2 传感器的敏感性能评价及讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于YSZ和 MTiO_3(M:Zn,Co和 Ni)敏感电极的高灵敏和高选择SO_2传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 敏感电极材料的制备和表征 |
| 3.2.2 YSZ基混成电位型气体传感器的制作和测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 敏感电极材料的表征分析 |
| 3.3.2 传感器的敏感性能评价及讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于YSZ和 NiTiO_3敏感电极的混成电位型ppb级乙醛传感器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 NiTiO_3敏感电极材料的制备和表征 |
| 4.2.2 YSZ基混成电位型气体传感器的制作和测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 NiTiO_3敏感电极材料的表征分析 |
| 4.3.2 传感器的敏感性能评价及讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 YSZ基混成电位型高灵敏乙炔传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 CdTiO_3敏感电极材料的制备和表征 |
| 5.2.2 YSZ基混成电位型气体传感器的制作和测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 敏感电极材料的表征分析 |
| 5.3.2 传感器的敏感特性评价 |
| 5.3.3 传感器的敏感机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 Fe_2TiO_5-TiO_2为敏感电极的YSZ基高性能丙酮传感器 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 Fe_2TiO_5-TiO_2敏感电极材料的制备和表征 |
| 6.2.2 气体传感器的制作和测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Fe_2TiO_5-TiO_2敏感电极材料的表征分析 |
| 6.3.2 丙酮气体传感器的敏感特性评价 |
| 6.3.3 糖尿病患者呼气测试结果与讨论 |
| 6.3.4 丙酮传感器的气敏机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）Ag修饰ZnO纳米花/棒的制备及光学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 贵金属纳米颗粒和ZnO纳米材料 |
| 1.2.1 ZnO纳米材料 |
| 1.2.2 贵金属纳米颗粒 |
| 1.3 金属纳米颗粒修饰/掺杂ZnO纳米材料的研究进展 |
| 1.4 纳米颗粒修饰/掺杂ZnO纳米材料的非线性光学研究进展 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 ZnO和 Ag修饰ZnO纳米材料制备及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ZnO纳米棒/花的制备及表征分析 |
| 2.2.1 实验设计及制备方法 |
| 2.2.2 ZnO纳米棒/花的表征和生长机制分析 |
| 2.3 Ag修饰ZnO纳米花的制备及表征 |
| 2.3.1 实验设计及制备过程 |
| 2.3.2 Ag修饰ZnO纳米花的表征和生长机制分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 ZnO和 Ag修饰ZnO纳米材料的线性光学特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ZnO纳米棒/花的线性光学特性 |
| 3.3 Ag修饰ZnO纳米花的线性光学性质研究 |
| 3.3.1 Ag修饰ZnO纳米花光致发光特性 |
| 3.3.2 ZnO和 Ag修饰ZnO纳米材料的光致发光对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Ag修饰ZnO纳米材料的非线性光学特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ag修饰ZnO纳米花的非线性吸收特性 |
| 4.2.1 Z-Scan测试技术 |
| 4.2.2 不同激光功率下Ag修饰ZnO纳米花的非线性吸收特性 |
| 4.2.3 不同形貌Ag修饰ZnO纳米花的非线性吸收特性 |
| 4.3 Ag修饰ZnO纳米花的非线性折射特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）MEMS气体传感器及微制造平台的研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 MEMS气体传感器 |
| 1.3 现有技术现状及不足 |
| 1.4 本文研究内容及意义 |
| 第二章 MEMS气体传感器微制造平台的开发 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气体传感器微制造平台设计 |
| 2.3 气体传感器微制造平台的实现 |
| 2.4 气体传感器微制造平台操作流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 MEMS气体传感器微制造平台的工艺参数优化与评价 |
| 3.1 紫外光刻工艺参数的优化 |
| 3.2 激光刻蚀工艺参数的优化 |
| 3.3 微喷成膜功能的评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 MEMS气体传感器阵列的设计、优化及制造 |
| 4.1 MEMS气体传感器阵列的结构设计 |
| 4.2 ANSYS有限元分析 |
| 4.3 微热板气敏阵列芯片的仿真及优化 |
| 4.4 MEMS气体传感器阵列的制造 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读硕士学位期间发表的论文 |
（7）金属氧化物氢氧敏材料及传感阵列的研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体传感器分类 |
| 1.3 提高金属氧化物气体传感器性能方法 |
| 1.4 本课题研究的目的及内容 |
| 2 喜氧及厌氧氢气传感器的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.3 实验流程 |
| 2.4 实验结果 |
| 2.5 恢复时间 |
| 2.6 机理解释 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 热调制下氢氧传感器性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验装置 |
| 3.3 实验流程 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 氢气、氧气传感阵列微型化探头的研发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 氢气、氧气传感阵列微型化探头研发 |
| 4.3 传感器阵列建库 |
| 4.4 氢气氧气浓度识别 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 ：攻读硕士学位期间发表的论文及获奖情况 |
（8）基于先驱体转化法的纳米SiC纤维设计、制备及气敏性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 一维SiC纳米材料的研究现状 |
| 1.2.1 SiC材料的基本性质 |
| 1.2.2 SiC基气体传感器 |
| 1.2.3 一维SiC纳米材料的特性及其在传感探测领域的应用 |
| 1.2.4 一维SiC纳米材料的制备方法 |
| 1.3 静电纺纳米陶瓷纤维在气体传感中的研究现状 |
| 1.3.1 静电纺丝技术基本概念 |
| 1.3.2 静电纺丝制备纳米陶瓷纤维 |
| 1.3.3 静电纺纳米陶瓷纤维在气体传感中的应用 |
| 1.3.4 面向传感应用的改性纳米陶瓷纤维研究 |
| 1.3.5 静电纺纳米陶瓷纤维膜力学性能研究进展 |
| 1.4 论文的选题依据及研究内容 |
| 第二章 实验与分析表征 |
| 2.1 原料及设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 普通纳米SiC纤维的制备 |
| 2.2.2 柔性纳米SiC纤维膜的制备 |
| 2.2.3 中空纳米SiC纤维的制备 |
| 2.2.4 SiC纳米棒构建的中空纳米SiC纤维的制备 |
| 2.2.5 HSiC纤维负载铂纳米颗粒工艺 |
| 2.3 分析表征与性能测试 |
| 2.3.1 分析表征与性能测试设备 |
| 2.3.2 形貌、组成与结构表征 |
| 2.3.3 性能测试方法 |
| 第三章 纳米SiC纤维直径与形貌控制及性能 |
| 3.1 静电纺PCS纤维成型过程中存在的问题分析 |
| 3.2 纳米SiC纤维直径与形貌控制 |
| 3.2.1 助纺聚合物对纤维形貌的影响 |
| 3.2.2 表面活性剂对纤维形貌的影响 |
| 3.2.3 静电纺丝工艺参数对纤维形貌的影响 |
| 3.2.4 热处理工艺对纤维形貌及组成的影响 |
| 3.3 纳米SiC纤维的性能 |
| 3.3.1 纳米SiC纤维膜的力学性能 |
| 3.3.2 纳米SiC纤维的耐高温耐腐蚀性能 |
| 3.3.3 纳米SiC纤维高温氢气气敏性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 柔性纳米SiC纤维膜制备及性能 |
| 4.1 制约纳米SiC纤维膜力学性能提高的原因及解决方案 |
| 4.1.1 普通纳米SiC纤维膜力学性能较差的原因 |
| 4.1.2 纳米颗粒增强纳米SiC纤维力学性能可行性分析 |
| 4.2 柔性纳米SiC纤维膜制备 |
| 4.2.1 Pd(acac)_2 对纺丝溶液性质的影响 |
| 4.2.2 Pd(acac)_2 的引入对纤维形貌的影响 |
| 4.2.3 SiC-xPd纤维组成结构 |
| 4.3 柔性纳米SiC纤维膜力学性能及相关机理研究 |
| 4.3.1 柔性纳米SiC纤维膜力学性能 |
| 4.3.2 柔性纳米SiC纤维膜力学性能提高的机理分析 |
| 4.4 含钯柔性纳米SiC纤维膜疏水性能及相关机理研究 |
| 4.4.1 含钯柔性纳米SiC纤维膜的疏水性能 |
| 4.4.2 含钯柔性纳米SiC纤维膜的疏水机理分析 |
| 4.5 柔性纳米SiC纤维的高温氢气气敏性能 |
| 4.5.1 柔性纳米SiC纤维的高温氢气气敏性能 |
| 4.5.2 纳米SiC纤维高温氢气气敏响应机理 |
| 4.5.3 自支撑柔性纳米SiC纤维膜的高温氢气气敏性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 SiC纳米棒构建的中空纳米SiC纤维及其高温氨气传感性能 |
| 5.1 中空纳米SiC纤维设计分析 |
| 5.1.1 中空纳米SiC纤维构建的意义 |
| 5.1.2 中空纳米SiC纤维成形方法分析 |
| 5.2 中空纳米SiC纤维的制备 |
| 5.2.1 分散工艺对纳米SiC纤维形貌的影响 |
| 5.2.2 中空纳米SiC纤维的组成与结构 |
| 5.3 SiC纳米棒构建的中空纳米SiC纤维的制备 |
| 5.3.1 SiC结晶性对高温气敏稳定性的影响 |
| 5.3.2 SiC纳米棒构建的中空纳米SiC纤维的制备 |
| 5.3.3 SiC纳米棒构建的中空纳米SiC纤维形貌与组成结构 |
| 5.3.4 HSiC纤维的形成机理 |
| 5.4 Pt/HSiC纤维的制备与组成结构 |
| 5.4.1 Pt/HSiC纤维的制备 |
| 5.4.2 Pt/HSiC纤维的组成结构 |
| 5.5 Pt/HSiC纤维的高温氨气传感性能及机理分析 |
| 5.5.1 Pt/HSiC纤维的高温氨气传感性能 |
| 5.5.2 Pt/HSiC纤维高温氨气传感机理分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 互连的Fe-N/C纳米纤维制备及酸性ORR性能 |
| 附录 B 石墨烯负载FeCo@NC纳米的球制备及其ORR/OER性能 |
| 致谢 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）深海溶解甲烷原位长期探测技术研发及应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 天然气水合物储量和分布 |
| 1.2.2 海洋观测和海底观测网 |
| 1.2.3 海洋原位甲烷传感器 |
| 1.2.4 海底原位观测研究进展 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 南海水合物分布和仪器应用 |
| 2.1 南海天然气水合物概况 |
| 2.1.1 天然气水合物形成条件 |
| 2.1.2 天然气水合物分布 |
| 2.2 海水甲烷浓度 |
| 2.2.1 表层海水甲烷浓度 |
| 2.2.2 底层海水甲烷浓度 |
| 2.3 仪器应用 |
| 2.3.1 甲烷通量研究 |
| 2.3.2 水合物远景区圈定 |
| 2.3.3 水合物钻探活动监测 |
| 2.3.4 冷泉活动观测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 仪器设计原理及结构 |
| 3.1 仪器设计原理 |
| 3.2 探测仪器结构 |
| 3.2.1 减压稳流系统 |
| 3.2.2 脱气检测系统 |
| 3.2.3 气液处理系统 |
| 3.2.4 其他 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 海水内外循环技术 |
| 4.1 高压海水降压稳流技术 |
| 4.2 常压海水存储和增压排放技术 |
| 4.2.1 废液池设计 |
| 4.2.2 增压排水泵设计 |
| 4.2.3 增压泵实验研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 封闭条件膜脱气和气体分离检测技术 |
| 5.1 封闭条件膜脱气 |
| 5.1.1 中空纤维膜脱气技术 |
| 5.1.2 改装脱气装置 |
| 5.1.3 脱气效率实验 |
| 5.2 混合气体分离色谱柱 |
| 5.2.1 色谱柱的选择 |
| 5.2.2 固定相的填充 |
| 5.2.3 色谱填充柱的老化 |
| 5.2.4 性能调试及结果分析 |
| 5.3 甲烷传感器探头研制 |
| 5.3.1 气体传感器类型 |
| 5.3.2 SnO_2甲烷气体传感器原理 |
| 5.3.3 SnO_2甲烷气体传感器探头制作 |
| 5.3.4 实验结果与分析讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 系统集成与性能标定 |
| 6.1 系统集成化研究 |
| 6.1.1 供电系统 |
| 6.1.2 控制系统 |
| 6.1.3 联合调试实验 |
| 6.2 系统数据转换计算和性能指标 |
| 6.2.1 海水溶解甲烷浓度值转换 |
| 6.2.2 灵敏度的计算 |
| 6.2.3 检出限的计算 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 探测模拟实验及海试 |
| 7.1 探测模拟实验 |
| 7.1.1 制备器仪器介绍 |
| 7.1.2 探测模拟实验 |
| 7.2 海上独立探测实验和入网接驳测试 |
| 7.2.1 海上独立试验及结果分析 |
| 7.2.2 入网接驳测试及结果分析 |
| 7.3 仪器工作方式 |
| 7.3.1 挂接海底观测网 |
| 7.3.2 独立探测 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 研究结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（10）基于海底观测网的溶解甲烷高精度传感探测关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 海水溶解甲烷原位观测技术研究现状 |
| 1.2.1 基于膜脱气技术的溶解甲烷原位传感器 |
| 1.2.2 基于光学原理的溶解甲烷原位传感器 |
| 1.2.3 基于甲烷氧化菌的生物传感器 |
| 1.3 本研究系统的设计思路与工作原理 |
| 1.3.1 系统设计思路 |
| 1.3.2 系统工作原理 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 海水溶解甲烷原位高精度传感器的关键技术 |
| 2.1 耐压舱体设计与结构布局 |
| 2.1.1 耐压舱体材料选择与设计 |
| 2.1.2 耐压舱体结构布局与设置 |
| 2.2 海水降压稳流与耐压舱内外海水循环 |
| 2.2.1 海水的降压稳流系统 |
| 2.2.2 耐压舱内外海水循环系统 |
| 2.3 海水气液分离与气体定量进样 |
| 2.3.1 海水气液分离系统 |
| 2.3.2 自动进样二位六通阀 |
| 2.4 气态烃高精度检测 |
| 2.4.1 检测系统的组成与工作原理 |
| 2.4.2 高精度甲烷传感器探头的制作工艺 |
| 2.4.3 气态烃检测系统成果转化 |
| 2.4.4 气态烃检测系统灵敏度和检出限的计算 |
| 2.5 在线色谱工作站与甲烷数据采集发送 |
| 2.5.1 色谱工作站软硬件组成 |
| 2.5.2 甲烷数据采集与发送软件 |
| 2.6 与海底网对接的集成控制与通讯供电 |
| 2.6.1 系统集成控制 |
| 2.6.2 系统通讯与供电 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 溶解甲烷传感器系统工作测试性能实验及其数据校正方法 |
| 3.1 海水温压调节状态下的模拟实验 |
| 3.1.1 不同温压条件下的海水甲烷浓度 |
| 3.1.2 高压低温条件下气液分离系统脱气效率 |
| 3.2 气态烃检测系统测试数据校正及精密度计算 |
| 3.2.1 气态烃检测系统与气相色谱仪测试方法对比 |
| 3.2.2 气态烃传感器系统测试数据的检验和校正 |
| 3.2.3 气态烃传感器测试精密度计算与检验 |
| 3.3 海水溶解甲烷浓度数据的校正与计算 |
| 3.4 深海工作环境测试试验 |
| 3.4.1 耐压试验 |
| 3.4.2 振动试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 溶解甲烷传感器系统海试试验与入网接驳测试 |
| 4.1 山东青岛海上试验及成果分析 |
| 4.1.1 试验目的及海试区条件概况 |
| 4.1.2 海试试验过程与系统工作状态 |
| 4.1.3 海试结果与数据分析 |
| 4.2 海南陵水南海站入网接驳测试及成果分析 |
| 4.2.1 独立设备测试 |
| 4.2.2 水池环境测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论与建议 |
| 5.1 认识与结论 |
| 5.2 后期建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、Studies on the Response Dynamics of a Gas-Sensing Membrane Probe（论文参考文献）
- [1]钛氧化物复合多孔薄膜的制备及其光转化应用研究[D]. 李东. 中北大学, 2021(09)
- [2]基于高性能抗湿气体传感器的人体呼出气体检测研究[D]. 黄敏旋. 广西大学, 2021(12)
- [3]固体电解质混成电位型三乙胺气体传感器研究[D]. 张禹熙. 吉林大学, 2021(01)
- [4]基于稳定氧化锆和钛基复合氧化物敏感电极的固体电解质气体传感器的研究[D]. 王静. 吉林大学, 2021(01)
- [5]Ag修饰ZnO纳米花/棒的制备及光学性质研究[D]. 蔡雨. 哈尔滨师范大学, 2021(08)
- [6]MEMS气体传感器及微制造平台的研发[D]. 杨恒. 华中科技大学, 2020(01)
- [7]金属氧化物氢氧敏材料及传感阵列的研发[D]. 杜妍. 华中科技大学, 2018(06)
- [8]基于先驱体转化法的纳米SiC纤维设计、制备及气敏性能[D]. 吴楠. 国防科技大学, 2018
- [9]深海溶解甲烷原位长期探测技术研发及应用研究[D]. 申正伟. 中国地质大学(北京), 2018(07)
- [10]基于海底观测网的溶解甲烷高精度传感探测关键技术研究[D]. 贺会策. 中国地质大学(北京), 2017(06)