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全固态电化学一氧化碳传感技术研究

作　者: 杨明
导　师: 陈霭璠；罗瑞贤
学　校: 北京化工大学
专　业: 工业催化
关键词: 一氧化碳传感器聚合物膜电解质恒电位电解电流型气体传感器电位型气体传感器
分类号: O646
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

本文以固体高分子聚合物膜为固体电解质，运用化学还原方法和浸渍—还原方法制备了金属／聚合物复合膜电极，并以此作为气敏电极，组装了分别以电流方式和电位方式进行操作的电化学固态电解质型一氧化碳传感器。在以电位方式对电化学一氧化碳传感器进行操作时，研究发现传感器的稳态响应输出电位与待测气氛中一氧化碳体积分数的对数之间具有线性依赖关系，计算阴极传递系数表明一氧化碳的电化学氧化反应速率控制步骤为单电子传递过程。应用恒电位电解技术来研究电流型一氧化碳传感器的传感性能，根据电流—电位曲线确定了传感器的适宜外加控制电位，探讨了传感器产生稳态扩散电流的成因，并且在此外控电位下测定了传感器的响应时间、时间常数以及线性响应等性能参数。对电流型一氧化碳传感器的温度特性研究表明一氧化碳的电化学氧化反应速率与开氏温度之间具有正指数关系，做图计算得到了传感器在30～45℃温度范围内的平均温度系数以及一氧化碳进行电化学氧化反应的表观活化能，研究传感器的湿度特性发现传感器的灵敏度随着一氧化碳的体积分数的增加而线性增加，椐此得到一氧化碳电化学氧化反应的总反应级数。同时初步认定传感器稳态响应电流衰退的原因在于Pd／空气参比电极的真实电极电势发生了改变。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
第一章概述  8-22
  1.1 前言  8-9
  1.2 电化学一氧化碳传感器的研究发展动态  9-19
    1.2.1 金属氧化物半导体型一氧化碳传感器  10-12
    1.2.2 电化学液体电解质型一氧化碳传感器  12-13
    1.2.3 电化学固体电解质型一氧化碳传感器  13-19
  1.3 敏感电极制备技术研究进展  19-22
第二章 Nafion膜及Pd／Nafion复合膜电极制备技术研究  22-28
  2.1 Nafion膜性能简介  22-23
  2.2 Pd／Nafion复合膜电极制备  23-28
    2.2.1 实验仪器及药品  23
    2.2.2 Pd／Nafion复合膜电极制备反应原理  23-24
    2.2.3 化学还原法制备Pd／Nafion复合膜电极  24-25
    2.2.4 浸渍-还原法制备Pd／Nafion复合膜电极  25-28
第三章电化学电位型一氧化碳传感技术研究  28-35
  3.1 传感器结构及实验研究流程设计  28-30
    3.1.1 传感器结构设计  28-29
    3.1.2 实验流程设计  29-30
  3.2 电位型一氧化碳传感器响应时间研究  30-32
  3.3 电位型一氧化碳传感器线性响应研究  32-35
第四章电化学电流型一氧化碳传感技术研究  35-61
  4.1 传感器结构及实验研究流程设计  35-36
  4.2 传感器控制电位研究  36-39
  4.3 电流型一氧化碳传感器响应时间研究  39-42
  4.4 电流型一氧化碳传感器恢复时间研究  42-45
  4.5 电流型一氧化碳传感器线性响应研究  45-46
  4.6 电流型一氧化碳传感器响应温度特性研宄  46-50
  4.7 电流型一氧化碳传感器响应湿度特性研究  50-57
  4.8 电流型一氧化碳传感器响应衰退特性研究  57-61
第五章研究结论  61-63
参考文献  63-68
致谢  68-69

全固态电化学一氧化碳传感技术研究

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