tailieunhanh - Nghiên cứu chế tạo vật liệu Sn02 cấu trúc Nano ứng dụng cho cảm biến nhạy khí gas hóa lỏng

Trong bài báo này, chúng tôi chế tạo vật liệu SnO2 cấu trúc nano ứng dụng cho các cảm biến nhạy khí LPG ở nhiệt độ khá thấp khoảng 170oC. Bên cạnh đó, ảnh hưởng của 3 nguyên tố pha tạp khác nhau đến độ nhạy và tốc độ đáp ứng của cảm biến cũng nghiên cứu. Để làm được điều này, chúng tôi đã chế tạo các thiết bị cảm biến sử dụng các vật liệu SnO2 tinh khiết và SnO2 pha tạp với một số nguyên tố như Cu, Co, Pd. Chúng tôi đã đo đạc và thấy rằng, các thiết bị cảm biến pha tạp Cu cho độ nhạy với LPG cao nhất khoảng 30 lần và tốc độ hồi phục là nhanh. | T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU SnO2 CẤU TRÚC NANO ỨNG DỤNG CHO CẢM BIẾN NHẠY KHÍ GAS HÓA LỎNG Khúc Quang Trung - Đỗ Đăng Trung (Đại học Phòng cháy Chữa cháy), Đặng Đức Vượng (Đại học Bách Khoa Hà Nội) 1. Giới thiệu Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, các vật liệu ôxít kim loại bán dẫn như SnO2, TiO2 và vật liệu oxit perovskite ABO3 là các vật liệu được ứng dụng rộng rãi làm vật liệu nhạy khí trong các cảm biến khí. Trong các loại vật liệu ôxít kim loại bán dẫn nêu trên, vật liệu SnO2 với tính năng ưu việt về khả năng bền hóa, bền nhiệt cũng như độ nhạy nên đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống. Cảm biến khí trên cơ sở vật liệu SnO2 được công ty nổi tiếng hàng đầu về cảm biến khí trên cơ sở ôxít kim loại bán dẫn FIGARO – Nhật Bản bán trên thị trường. Tuy nhiên, các nghiên cứu cải tiến vật liệu này để đưa ra các thế hệ cảm biến mới vẫn được công ty đầu tư các phòng thí nghiệm nổi tiếng Nhật Bản như phòng thí nghiệm của giáo sư N. Yamazoe, giáo sư Muira, giáo sư Shimano Đại học Kyushu Phòng nghiên cứu của công ty Figaro cũng như các phòng nghiên cứu về vật liệu SnO2 trên thế giới hiện đang hướng tập trung vào việc khống chế kích thước hạt cỡ nano và tìm kiếm các tạp chất phù hợp để cải thiện đặc trưng nhạy khí đồng thời nghiên cứu đưa ra các cấu trúc cảm biến có độ nhạy cao. Hiện nay các cảm biến xác định thành phần khí LPG được sử dụng trong nước chủ yếu là sản phNm nhập ngoại với giá thành cao. Các thiết bị kiểm soát môi trường có độ nhạy cao đang được bán với 12000 đến 15000 USD /1 thiết bị đo 5 chỉ tiêu nồng độ khí. Các thiết bị đo khí CH4, LPG, CO sử dụng trong các mỏ than và dầu khí có giá trong khoảng 1000 đến 2000 USD. Các thiết bị nhập ngoại có nhược điểm là khó sửa chữa khi bị hư hỏng và khó hiệu chỉnh định kỳ sau một thời gian dài sử dụng. Chính vì vậy, việc nghiên cứu và chế tạo thành công các cảm biến đo thành phần khí trong nước có thể thay thế sản phNm nhập ngoại là rất .