Nghiên cứu và chế tạo cảm biến khí Hydrô trên cơ sở các nano-tinh thể ZnO pha tạp Pd

- Nghiên cứu và chế tạo cảm biến khí Hydrô trên cơ sở các nano-tinh thể ZnO pha tạp Pd.
- Luận văn Thạc sĩ ngành: Vật liệu và linh kiện nano Người hướng dẫn: PGS.
- Abstract: Tìm hiểu các tài liệu về vật liệu và cảm biến khí hyđrô.
- Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu và khảo sát các tính chất của vật liệu.
- Chế tạo cảm biến khí hyđrô và đo đạc các đặc trưng nhạy khí của cảm biến.
- Chế tạo thử nghiệm thiết bị đo khí hyđrô và phát triển ứng dụng thiết bị..
- Keywords: Vật liệu Nano.
- Cảm biến.
- Vì an toàn là một yếu tố hàng đầu cho một nền kinh tế hyđrô, nên sự phát triển các thiết bị ứng dụng để kiểm soát, điều khiển và cảnh báo sớm sự cố trong quá trình sử dụng khí hyđrô có vai trò quan hết sức quan trọng..
- Giới hạn cháy nổ của hyđrô rất rộng (từ 4% đến 75% thể tích trong không khí), sử dụng khí hyđrô luôn tiềm ẩn nguy cơ gây cháy nổ cao.
- Ở nồng độ cao, khí hyđrô có thể gây ngạt cho con người..
- Nhưng hiện nay ở Việt nam chưa có cơ sở nào có khả năng cung cấp các loại thiết bị, cũng như cảm biến nhằm phát hiện và đo đạc nồng độ khí hyđrô.
- Phần lớn các thiết bị, cảm biến kiểm soát môi trường đều phải nhập ngoại với giá rất cao.
- Nếu được chế tạo trong nước thì có thể làm giảm đáng kể giá thành của thiết bị, dễ dàng sửa chữa và thay thế, tăng khả năng phổ cập của các thiết bị này trong đời sống.
- Đây cũng là những vấn đề được quan tâm nghiên cứu và đã thu được nhiều thành công trong những năm gần đây của Phòng thí nghiệm Cảm biến và Thiết bị đo khí, Viện Khoa học Vật liệu..
- Trong nhiều loại cảm biến hyđrô, các cảm biến chế tạo từ các vật liệu bán dẫn oxit kim loại được sử dụng nhiều nhất do công nghệ chế tạo đơn giản, dễ chế tạo ở quy mô nhỏ và tuổi thọ cao.
- Ngoài các vật liệu quen thuộc như SnO 2 , WO 3 , Fe 2 O 3 …vật liệu ZnO được quan tâm đặc biệt cho ứng dụng chế tạo cảm biến nhạy khí hyđrô nhờ có các tính chất nhạy khí tốt và tính chọn lọc cao đối với khí hyđrô.
- Hơn nữa, vật liệu ZnO dễ tổng hợp bằng các phương pháp khác nhau, như phương pháp gốm truyền thống, phương pháp đồng kết tủa, phương pháp sol-gel, phương pháp thủy phân… Khi được pha tạp ở nồng độ thích hợp với các kim loại quý như Pt, Pd, Ru vật liệu này có thể thể hiện rất nhiều tính chất đáng quý như cải thiện đáng kể độ nhạy cũng như tính chọn lọc đối với khí hyđrô..
- Do tính cấp thiết của nhu cầu ứng dụng trong thực tế, đề tài nghiên cứu của luận văn đã được lựa chọn là: “Nghiên cứu và chế tạo cảm biến khí hyđrô trên cơ sở các nano - tinh thể ZnO pha tạp Pd”..
- Mục tiêu chính của đề tài là chế tạo vật liệu ZnO pha tạp Pd với kích thước nano mét ứng dụng trong cảm biến hyđrô.
- Trên cơ sở đó, nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra của luận văn là:.
- Tìm hiểu các tài liệu về vật liệu và cảm biến khí hyđrô..
- Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu và khảo sát các tính chất của vật liệu..
- Chế tạo cảm biến khí hyđrô và đo đạc các đặc trưng nhạy khí của cảm biến..
- Chương 1: Giới thiệu chung về phương pháp phân tích, các loại cảm biến, và vật liệu nhạy khí hyđrô..
- Chương 2: Giới thiệu các phương pháp nghiên cứu các đặc trưng của vật liệu như: cấu trúc tinh thể, hình thái học bề mặt và phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng của vật liệu..
- Chương 3: Trình bày kết quả nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu, chế tạo cảm biến và đo.
- Chương 4: Trình bày thiết bị đo khí hyđrô được chế tạo thử nghiệm tại phòng thí nghiệm (thiết bị mẫu) và triển vọng phát triển ứng dụng..
- Josef Gerblinger, U.H, Hans Meixner, Accurate sensors offering unrestricted recalibration and long-term stability for determining high temperatures on the basis of gas-sensitive effects of different gases on metal oxides, Sensors and Actuators B, 1996.
- Ahsanulhaq Qurashi, E.M, Toshinari Yamazaki, Toshio Kikuta, Catalyst supported growth of In2O3 nanostructures and their hydrogen gas sensing properties, in Sensors and Actuators 2010.
- Avaritsiotis, Comparative study of various metal- oxide-based gas-sensor architectures, Sensors and Actuators B, 1996.
- Feng-Cang Lin, Y.T, Yasuhiro Shimizu, Makoto Egashira, Hydrogen-sensing mechanism of zinc oxide varistor gas sensors, Sensors and Actuators B, 1995..
- Sensors and Actuators, 1983.
- Penner, Palladium nanowire array for fasst hydrogen sensors and hydrogen actuated switches, Fuel Chemistry Division Preprints 2002.
- Sensors and Actuators, 1987.
- Kawi, Relationships between sensitivity, catalytic activity, and surface areas of SnO2 gas sensors, Sensors and Actuators B, 1999.
- Sensors and Actuators B, 1999..
- Sensors and Actuators B 1998.
- GdPEL Schottky-harrier and Conductivity Gas Sensors Based upon Pd/SnO2 and Pt/TiO2 Sensors and Actuators B, 1991.
- Xiaohua Zhou, Y.X., Quanxi Cao, Suyan Niu Metal-semiconductor ohmic contact of SnO2 based ceramic gas sensors Sensors and Actuators B 1997.
- Sensors and Actuators B 2000.
- Katsuki, K.F., H2 selective gas sensor based on SnO2.
- Koh H2 gas- sensing characteristics of SnOx sensors fabricated by a reactive ion-assisted deposition with/ without an activator layer Sensors and Actuators B, 1997.
- Sensors and Actuators B 2004.
- Sapkal Structural and gas sensing properties of nanocrystalline TiO2:WO3-based hydrogen sensors, in Sensors and Actuators B.
- Egashira, High H2 sensing performance of anodically oxidized TiO2 film contacted with Pd, in Sensors and Actuators B.
- Sensors and Actuators B, 2000.
- Kazuhiro Hara, N.N., H2 sensors using Fe2O3 based thin film Sensors and Actaofors B, 1994.
- Abdul Aziz, Sensing mechanism of hydrogen gas sensor based on RF-sputtered ZnO thin films.
- Sensors and Actuators B, 2009..
- Gentry, T.A.J., The role of catalysis in solid state gas sensors, in Sensors and Actuators.
- Sensors and Actuators B: Chemiacl, 2010.
- Oleg Lupan, G., Lee Chow, Novel hydrogen gas sensor based on single ZnO nanorod..
- Basu, A.D., Modified heterojunction based on zinc oxide thin film for hydrogen gas-sensor application Sensors and Actuators B 1994.
- Choi, The CO and H2 gas selectivity of CuO - doped SnO2 - ZnO, in Sensors and Actuators B.
- Sensors and Actuators B, 2005.
- Masahiko Matsumiya, W.S., Noriya Izu, Norimitsu Murayama, Nano-structured thin- film Pt catalyst for thermoelectric hydrogen gas sensor.
- Sensors and Actuators B, 2003.
- Jiaqiang Xu, Q.P., Yu’an Shun, Zhizhuang Tian Grain size control and gas sensing properties of ZnO gas sensor, in Sensors and Actuators B.
- Raju, C.N.R.R., Gas-sensing characteristics of ZnO and copper impregnated ZnO Sensors and Actuators B, 1991.
- S ROY, S.B., Improved zinc oxide film for gas sensor applications Bull.
- Sensors and Actuators.
- Mlshra, R.P.A., Thick film hydrogen sensor Sensors and Actuators B, 1994..
- Sensors and Actuators B 2008