一、新型高选择性氢敏元件（论文文献综述）
杨焱[1]（2021）在《SnO超薄二维材料的大面积制备及氢气敏感性能研究》文中认为氢能被誉为理想的可再生清洁能源。大力推动氢能及相关产业的发展,已成为环境治理与能源利用的重要战略方向。然而,氢气扩散速度快,其泄漏浓度在空气中体积百分比为4-75%时可被点燃,是一种危险的易燃易爆气体。因此,开发高灵敏度、高选择性的氢气泄漏监测系统对氢气的安全生产与应用至关重要。基于金属氧化物半导体的氢气传感器具有制备简单、使用寿命长、易于集成及性能稳定等优点,极具市场应用价值。其中,二维半导体材料因具有极高的比表面积和表面原子占比,在氢气传感等方面表现出很大的潜在应用价值,但二维氧化物半导体的大面积制备技术仍存在较大挑战,制约了其在传感领域的实际应用。本文通过液态金属范德华力剥离法在低氧手套箱内制备了具有原子级厚度,且覆盖范围达到毫米级别的SnO超薄二维材料,探究了SnO超薄二维材料的氢气敏感性能,分析了退火过程对材料氢气敏感性能的影响,主要研究内容如下:（1）采用液态金属范德华力剥离法制备了大面积的SnO超薄二维材料,研究了合成温度对产物尺寸形貌的影响。结果表明,将手套箱的氧气浓度控制在100 ppm以下,并调节SiO2/Si衬底与液态Sn的接触转移时间,在合成温度为280℃和300℃时,所得产物为厚度仅1 nm,且表面平整、覆盖范围达到平方厘米级别的SnO二维薄膜。随着合成温度的升高,二维材料表面会出现颗粒或鳞片状突起,导致表面粗糙度变大,但是样品的平均厚度仍在0.9-1.5 nm之间。该方法具有良好的重复性,可实现SnO超薄二维材料的大面积批量制备。（2）以SiO2/Si衬底表面的SnO超薄二维材料为敏感层组装氢敏器件,研究了器件的I-V特性及在不同温度下的氢敏性能,通过提取动态响应曲线特征参数,分析了输出信号与氢气浓度的关系。结果表明,叉指电极与二维材料之间可形成良好的欧姆接触,样品具有较好的导电性能,电阻率约为4.2×10-5Ω·cm。氢敏元件对氢气的响应度随着环境温度的升高而逐渐增加,在160℃时达到最佳,且该温度下元件对5000 ppm氢气的响应时间仅为7 s。通过分析动态响应曲线,发现元件在较低浓度（40-2000 ppm）氢气中可呈现出良好的线性工作特性。此外,器件对氢气响应具有良好的重复性和选择性,其对氢气的灵敏度是对氨气、丙酮、乙醇和甲醇等常见实验室挥发性气体灵敏度的几倍至几十倍。（3）研究了氧气和氩气氛围中300℃退火对超薄二维材料氢气敏感性能的影响,并对材料的氢敏机理进行了探索。结果表明,300℃氩气和氧气气氛退火后,元件对氢气仍表现出良好的响应。氩气退火起到了活化样品的作用,可提升二维材料表面吸附氧的含量,使器件对氢气的响应时间变快。氧气气氛退火使SnO氧化为SnO2,增强了对氢气的选择性。然而,氧化后的产物在2000 ppm以上的高浓度氢气中出现电阻先减后增的现象,表明材料在高浓度氢气中会发生可逆还原。上述结果为开发不同类型的二维半导体氢气传感器提供了良好的实验依据。
李小康[2]（2019）在《MoO3纳米带阵列的介电泳组装及其室温氢敏性能研究》文中研究表明氢气是一种清洁循环再生的新能源,也是工业上至关重要的还原剂,已被广泛的运用到航空航天、金属冶炼、半导体加工和化工生产等众多领域。由于氢气分子体积小、容易泄露,同时点火能量、爆炸下限低,在其生产到使用的整个过程中存在众多安全隐患。因此,研制性价比高、稳定可靠的氢气传感器对保障安全用氢非常重要。基于过渡金属氧化物半导体的氢气传感器具有灵敏度高、选择性好等优点,利用半导体纳米带构建的氢气传感器在室温下具有良好的响应特性,但大多纳米带室温氢气传感器仍面临温漂较大或响应、恢复时间相对较长等问题,制约了其在氢气安全检测领域的实际应用。本文采用水热法合成正交相三氧化钼（Mo O3）纳米带,在微电极下介电泳组装Mo O3纳米带有序阵列基氢气传感器件,研究了器件在室温下的氢气敏感特性,并对其敏感机理进行了分析,所得主要结果如下:（1）采用了水热法制备正交相α-Mo O3纳米带。结果表明,在二水合钼酸钠和硝酸的摩尔比为10:1、水热时间为12 h、水热温度为200℃时,可获得平均长度、宽度分别为20μm和200 nm的[001]取向正交相Mo O3纳米带,且产物分散性良好。（2）采用COMSOL软件对正交相Mo O3纳米带在平行电极间距为10μm的微电极下所受的介电泳力进行了模拟仿真。结果表明,采用介电泳进行纳米材料的组装行为主要依靠正介电泳力来实现。在电极间距以及电极形状固定的前提下,Mo O3纳米带的定向组装会随着分散液浓度的增加而困难,随着介电电压的增大出现阵列行为,同时介电频率控制着Mo O3纳米带的组装位置。（3）采用介电泳技术组装有序排列的Mo O3纳米带阵列。结果表明,在纳米带组成分散液的浓度为0.1 mmol/L、电压为5 V、频率为5 k Hz时,可获得在电极间有序平行排列的纳米带阵列气敏元件。此外,当纳米带随机分散时,其电阻值约为300 MΩ。随着纳米带排列有序度的提高,器件的电阻值逐渐降低至平行排列时的40 kΩ。这是由于介电泳（DEP）组装的纳米带阵列减少了导电沟道中界面的影响,同时多根纳米带在电极之间并联使得电阻值有明显的下降。（4）对不同组装参数的Mo O3纳米带阵列氢气传感器进行室温氢敏性能测试。结果表明,所有敏感元件都表现出良好n型电阻响应。当介电泳组装时采用的电压与频率不变的条件下,不同分散液浓度条件下所得器件对200 ppm氢气的室温响应、恢复时间随着分散液浓度的增加而提高。当分散液浓度为0.5 mmol/L时,分别为83 s和295 s;当分散液浓度降低到0.1 mmol/L时,响应、恢复时间降低至5.8 s和23.4 s。同时,器件的响应速率和恢复速率也由1.109%/s和0.312%/s升高到16.122%/s和3.996%/s。此外,传感器的响应、恢复速率也会随介电泳电压的提高和频率的降低而逐渐提高。上述变化时由于制备条件变化使纳米带阵列中界面数量降低、抑制了界面势垒对表面吸附态扩散的负面影响,使传感器响应、恢复速率得到提升。
骆志杰[3]（2018）在《基于多层Au-Pd核壳纳米颗粒膜增敏的光纤氢气传感器研究》文中进行了进一步梳理氢以其独特的优势,现已成为二十一世纪最重要的清洁能源载体之一。但氢气化学性质活泼,在氢能制取、贮存、运输和加注等各个环节中,泄漏的氢气极易导致重大事故,因此氢气的泄露监测必不可少。光纤氢气传感器是一种采用光作为氢气浓度信息传递媒介的传感器,具有本质安全、体积小及易遥测等独特优势,适用于各种危险复杂环境中氢气浓度的实时监测。现有的光纤氢气传感器主要利用钯（Pd）或其复合薄膜材料吸氢后物理性质（折射率、反射率、体积等）的变化,对光信号的强度、波长、光程和偏振态等进行调制,从而实现对环境中氢气浓度信息的感知。然而受制于氢气在Pd层中的扩散作用,传感器的灵敏度和响应速度间存在不可调和的矛盾。本文针对光纤氢气传感器研究中存在的问题,提出了搭载Au-Pd核壳纳米颗粒膜的多层透射式光纤氢气传感器,在保持纳米颗粒膜较快响应速度的同时通过增加膜片数量来增大对光强的调制次数,从而提高对氢气的灵敏度,实现灵敏度和响应速度的协调优化。本文的主要工作如下:1)建立了单层核壳纳米颗粒膜的透射光强模型,分析了Pd壳厚度及覆盖率对透射光强的影响规律,以及纳米颗粒膜在吸氢气前后因介电常数改变引起的透射光强变化;2)采用种子生长法制备了粒径小、尺寸范围窄的Au-Pd核壳结构纳米颗粒,采用水平离心沉积法在玻璃基片上制备了均匀分散的纳米颗粒膜。通过多种表征手段对纳米颗粒的成分及形貌进行研究,对纳米颗粒膜的膜厚和覆盖率进行了测量分析。通过反射式传感实验平台测试了纳米颗粒膜的各项特征参数（Pd壳厚度和覆盖率）对其通氢响应特性影响规律;3)设计了一种噪音小、性能稳定的多层透射式光纤氢气传感系统。建立了多层氢敏膜增敏的理论模型,揭示了膜片数量及纳米颗粒膜的透射率对传感器增敏效应的影响规律;4)在多层透射式光纤传感系统平台上,对搭载不同数量、不同Pd壳厚度的单层Au-Pd核壳纳米颗粒膜传感器的通氢响应特性进行了测试分析,研究了Pd壳厚度和膜片数量对传感器响应特性的影响规律,验证了该传感器能够实现响应速度和灵敏度的协调优化;在常温常压下对多层透射式光纤氢气传感器进行了多次连续通放氢测试,分析了传感器的灵敏度、稳定性以及重复性,验证了传感器具有较好的实用价值。
宋涵[4]（2016）在《基于钯基低维纳米结构增敏的光纤氢气传感器研究》文中进行了进一步梳理光纤氢气传感器因其本质安全、抗干扰能力强、信号传输距离远及体积小巧等优势,是目前各种类型氢气传感器中的研究热点,在军用民用领域都有着极大的应用前景和商业价值。受限于氢敏材料响应性能,目前已提出的各种光纤氢气传感器难以满足实际测量需求。随着微加工技术的不断进步以及低维纳米材料合成方法的深入研究,光纤氢气传感器的一些特性得到明显改善,如响应速率和灵敏度,然而新工艺新材料仍存在长期稳定性、抗老化性、抗温飘零漂等亟待解决的关键问题。本论文针对该领域目前存在的问题,进行了如下研究:（1）提出了氢气在钯基材料表面吸附、亚表面层交换到体相扩散的数学模型。利用数值求解方法,在该模型基础上分析了不同温度、氢分压、渗透深度及渗透速率对薄膜和球形颗粒两种典型纳米结构的饱和响应速率的影响。研究表明在纳米尺度下材料表现出明显的尺寸效应,由于体相中的扩散时间显着缩短使得饱和响应时间大大减小。（2）采用磁控溅射法制备了30nm厚度的Pd92Y8复合薄膜,采用多种表征手段对薄膜表面形貌、成分及结晶状态进行了研究。得到的薄膜具有光滑的表面和良好的晶态。分析了敏感薄膜在室温空气环境下长期工作性能下降的因素,并针对老化薄膜提出了一种热处理恢复工艺。（3）采用液相合成法制备了5nm直径的纯钯和钯银纳米颗粒,并通过旋涂法沉积于基片。表征分析说明通过这种方法可以获得粒径分布均匀,分散性好的纳米级颗粒。采用这种工艺可以进行掺杂合成钯基复合颗粒以调控敏感材料性能。（4）基于仿真分析,环境温度波动会影响敏感材料的饱和氢溶解度,进而对传感器响应幅值造成扰动。本文针对温度提出了一种用于补偿温度波动的双光路,以及可以对反射光强进行微调的传感器探头设计方案,通过实验验证了该传感器系统的合理性。为了提高传感器精度,设计了基于T型网络的低噪声前置放大电路,采用NI采集卡采集,并用软件实现了数据的补偿算法。（5）在实现了反射式光纤氢气传感器基础上,对基于钯钇纳米薄膜和钯基纳米颗粒的两种传感器氢敏响应性能进行了实验分析。实验结果表明,纳米薄膜在空气环境下老化后的响应性能大大降低,而通过热处理工艺可以一定程度恢复对氢气的敏感度,提高传感器的稳定性并抑制漂移。验证了液相合成的纳米颗粒可用于反射式光纤氢气传感器系统。
张雄斌,贺辛亥,李宗迎,杨超女,宋宇宽,王俊勃,崔云浩[5]（2014）在《二氧化锡气敏材料改性研究进展》文中进行了进一步梳理气敏材料作为检测有毒有害及可燃气体的工具,已深入到人类生活的各个领域。SnO2作为无机气敏材料的代表,具有很多优异的性能。如物理、化学稳定性好,耐腐蚀性强、对气体的检测可逆、吸脱附时间短、电阻随浓度变化一般呈抛物线变化、制备费用较低,受到气敏研究者的广泛关注。本文从纳米SnO2的制备技术、添加气体过滤膜、运用表面修饰和掺杂改性等4个方面,归纳近年来国内外研究者为提高SnO2气敏材料的气敏性能所做的工作。并对其中存在的问题进行分析总结,对该领域今后的研究提出一些建议并对其发展趋势做了展望。
谢鲲[6]（2012）在《TiO2纳米管阵列的制备及室温氢敏特性研究》文中研究表明氢能具有燃烧效率高、产物无污染等优点,与核能、太阳能并称为三大新型能源。由于氢气的低闪点和易爆性,使得氢气传感器在日常安全和工业生产中大量应用。目前研制性能优异、结构简单和价格低廉的氢气传感器已经成为一个热点。TiO2是一种四方晶体结构的n型金属氧化物半导体,它在光催化、光电转换、生物传感和气体传感等方面都有着广泛的应用前景。随着纳米科技的发展,采用TiO2纳米管阵列作为敏感材料的气敏传感器以其较大的比表面积和优异的敏感性能而备受关注。同时其低成本的制作,小型化的结构和良好的稳定性也为它的实用化奠定了基础。然而此类传感器的浓度检测范围有限和响应时间较长的问题还有待解决,尤其是其气敏机理还待进一步的研究。本文采用电化学阳极氧化法以氟化铵和水的乙二醇有机溶液作为电解液,分别在高纯度工业用Ti箔和Ti薄膜上制备了TiO2纳米管阵列和TiO2纳米多孔膜,并采用射频磁控溅射在Si衬底上沉积了TiO2薄膜。将三种不同形貌的TiO2样品在空气环境下500℃退火处理3个小时。采用X射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对三种不同形貌TiO2样品的微观结构进行表征。采用MEMS相关工艺制作了传感元件,借助I-V测试研究了电极与TiO2纳米管阵列的电学接触情况。在氢敏测试平台上对样品的氢敏特性进行了一系列测试,结果表明室温下TiO2纳米阵列对氢气的响应较好,具体表现为：1、TiO2纳米管阵列对较宽浓度范围的氢气均具有较好的响应；2、当氢气浓度较高时（2000ppm）其灵敏度高达7个数量级,响应时间仅为13s；3、当氢气浓度较低时（100-500ppm）TiO2纳米管阵列亦表现出很高的灵敏度（4个数量级）和较快响应时间（<55s）。对TiO2纳米管阵列的氢敏机理进行研究发现：传统的表面吸附机理无法解释TiO2纳米管阵列在无氧环境中所具有的氢敏响应,TiO2纳米管阵列表面与电极所形成的肖特基势垒高度在不同浓度的氢气氛下发生变化。破坏肖特基接触后,TiO2纳米管阵列的氢敏性能明显变弱。综上结论说明肖特基势垒的发生变化是TiO2纳米管阵列优异氢敏特能一个关键因素。
吴银伟[7]（2011）在《三氧化钨氢敏材料的制备及其性能研究》文中研究表明氢能具有高效、清洁、环保、可再生等优点,目前受到广泛关注。氢气同时又具有易燃易爆的特点,为了安全利用氢能,有必要研制和使用灵敏度高、工作性能稳定的氢气传感器,而制备性能优异的氢敏材料是研制氢气传感器的基础。三氧化钨（WO3）是一种重要的气敏材料,该材料掺杂贵金属Pd、Pt后对氢气具有较好的敏感特性,目前国内外对WO3材料的研究非常活跃。本文采用不同方法制备了多种WO3基氢敏材料,对其形貌结构进行了表征,并借助紫外-可见分光光度计原位测试了这些样品的氢敏特性,对测试结果进行比较,探讨了WO3薄膜材料对氢气敏感的机理。本论文的主要内容和研究结果如下：（1）分别采用磁控溅射法和溶胶-凝胶法制备了WO3基氢敏薄膜,并进行XRD、SEM测试,结果表明磁控溅射法制备的WO3、Pd/WO3薄膜未经热处理时均为非晶态,400℃热处理后转变为晶态,薄膜表面平整、光滑、致密；采用溶胶-凝胶法制备的、经过热处理的WO3、Pt/WO3薄膜均为晶态结构,表面粗糙度较大,且均呈疏松多孔结构。（2）将部分WO3、Pd/WO3溅射膜经热处理转变为晶态结构,借助紫外.可见分光光度计原位测试了WO3、Pd/WO3溅射膜的氢敏特性,测试结果发现,纯WO3溅射膜在室温下对氢气几乎不具有响应性,而溅射法制备的Pd/WO3双层膜在室温下均对氢气敏感,且非晶态双层膜的气敏性均好于晶态双层膜。另外,膜厚对薄膜的气敏性也有一定的影响,在所有溅射膜样品中,Pd（30nm）/WO3（110nm）非晶薄膜的氢敏性能最佳,通入氢气后,在波长500nm处其相对透过率的变化达到52.4%。（3）借助紫外-可见分光光度计原位测试了热处理后的WO3、Pt/WO3溶胶-凝胶膜的氢敏特性。由测试结果发现,所有溶胶-凝胶膜样品在室温下均对氢气敏感,其中Pt/WO3溶胶-凝胶膜在通入4%浓度的氢气后,在波长500 nm处其相对透过率的变化为36.6%,在波长750 nm处其相对透过率的变化达到57.1%。在氢气浓度1%～4%的范围内,Pt/WO3溶胶-凝胶膜对氢气的响应性与氢气浓度之间有近似线性关系。（4）对W03薄膜的氢敏机理进行了讨论。认为WO3薄膜的气致变色现象由电子在W6+与W5+之间跃迁所导致。阐述了WO3薄膜掺杂的意义,给出了在采用不同方法制备薄膜时理论上的最佳掺杂含量。
党恒耀,赵进宣,郭兴敏[8]（2010）在《气体传感器在工业中的应用》文中研究说明传感器技术是与多种现代技术相关的一门尖端技术。传感器的发展程度直接影响着现代科学技术的进步。气体传感器在工业中的应用日益广泛。简要介绍了六大类气体传感器的分类及国内外的最新进展,分析了目前气体传感器在工业应用中存在的一些不足,最后探讨了气体传感器今后的发展趋势。
张永新[9]（2009）在《固体电解质测氢传感器的套接密封及电极研究》文中研究说明本文基于质子固体电解质燃料电池的基本原理,研制出一种在300～850℃温度下工作的固体电解质测氢传感器,可用于对特定环境中的氢含量进行快速、精确的测量及控制。本文比较了各种形状的固体电解质在制作传感器时的优缺点。选用Yb掺杂的BaCeO3作为测氢传感器的固体电解质材料,经预烧试验确定了这种固体电解质的收缩率,并重新开制模具,成型烧结,获得了尺寸为Φ10.1mm×9.9mm的圆柱体固体电解质。分析了固体电解质与连接套管的套接密封性能、密封材料的绝缘性能对测氢传感器输出电势的影响,试验比较了不同密封材料、不同连接套管的套接密封性能、绝缘性能以及套接压剪强度。结果表明,磷酸—氧化铜无机胶+端面施釉具有较好的气密性、绝缘性能和套接压剪强度,能够满足测氢传感器的使用要求。对测氢传感器内外电极的结构、电极材料、制备工艺进行了研究。分析比较了不同结构内外电极的特点及应用场合。最后将圆柱体固体电解质和高铝瓷管用磷酸—氧化铜+端面施釉进行套接密封,内电极采用拆装式结构,外电极采用银钯导电浆料烧结导电膜,制作装配成测氢传感器。当温度为560℃、内侧用空气作为参比气时,被测气体氢含量与测氢传感器输出电势之间具有很好的对应关系,传感器输出电势值高,灵敏度较高,有良好的重现性,能够实现对特定环境中的氢含量进行精确测量及控制。
侯长军,范小花,唐一科,范瑛[10]（2007）在《氢敏材料与器件的研究进展》文中指出氢气的检测具有重要的学术意义和广阔的应用前景。氢敏传感器发展的关键在于高品质氢敏材料的研制。本文根据氢敏材料工作原理的不同,分别介绍了电化学型、半导体型、热导型和光学型四类氢敏传感器及相应氢敏材料的国内外研究最新进展,着重描述了各类氢敏材料的作用机制和改性途径,并展望了氢敏材料及氢敏传感器的发展方向。
二、新型高选择性氢敏元件（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、新型高选择性氢敏元件（论文提纲范文）
（1）SnO超薄二维材料的大面积制备及氢气敏感性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 氢气传感器简介 |
| 1.2.2 金属氧化物半导体氢气传感器的研究现状 |
| 1.2.3 二维纳米材料气体传感器的研究现状 |
| 1.2.4 SnO材料及其研究现状 |
| 1.3 选题依据与研究内容 |
| 1.3.1 选题依据 |
| 1.3.2 论文主要研究内容 |
| 1.3.3 论文的主要创新点 |
| 第2章 材料与器件的制备及表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 原料试剂与仪器设备 |
| 2.3 SnO超薄二维材料的制备与表征方法 |
| 2.3.1 材料制备方法 |
| 2.3.2 材料表征方法 |
| 2.4 器件组装与测试方法 |
| 2.4.1 器件组装方法 |
| 2.4.2 性能测试方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 SnO超薄二维材料的合成与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同温度合成样品的表征测试 |
| 3.2.1 SnO超薄二维材料的形貌分析 |
| 3.2.2 SnO超薄二维材料的物相结构分析 |
| 3.2.3 SnO超薄二维材料的化学成分分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 SnO超薄二维材料的氢气敏感性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 氢敏器件的I-V特性曲线分析 |
| 4.3 280℃合成样品的氢敏性能研究 |
| 4.3.1 室温动态响应特性 |
| 4.3.2 氢敏性能参数提取 |
| 4.3.3 不同测试温度下样品的氢敏特性 |
| 4.3.4 160℃测试环境下不同浓度氢气的敏感特性 |
| 4.3.5 对氢气的重复性和选择性测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 退火对锡氧化物超薄二维材料氢敏性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 氩气氛围退火对样品氢敏性能的影响 |
| 5.1.2 氧气氛围退火对样品氢敏性能的影响 |
| 5.1.3 退火样品对氢气的重复性和选择性测试 |
| 5.2 锡氧化物超薄二维材料的氢气敏感机理分析 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（2）MoO3纳米带阵列的介电泳组装及其室温氢敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 氢气的检测方法 |
| 1.2.2 过渡金属氧化物半导体氢气传感器研究现状 |
| 1.2.3 氢气的检测标准 |
| 1.3 氢气敏感材料的选择 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 材料和器件的组装及其表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 药品试剂及仪器设备 |
| 2.3 MoO_3纳米带的制备及其表征方法 |
| 2.3.1 水热法简介 |
| 2.3.2 正交相α-MoO_3纳米带的制备 |
| 2.4 纳米带在电极上阵列排列的制备及其表征方法 |
| 2.4.1 平行微电极的制作 |
| 2.4.2 纳米带的可控排列 |
| 2.4.3 材料及器件表征方法 |
| 2.5 氢气传感器的制备 |
| 2.5.1 器件的组装方法 |
| 2.5.2 器件性能测试的方法 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 MoO_3纳米带的可控性排列仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 介电泳组装 |
| 3.2.1 介电泳技术简介 |
| 3.2.2 介电泳技术影响因素 |
| 3.3 介电泳不同介电参数对介电泳力的影响仿真 |
| 3.3.1 介电泳仿真的数学模型研究 |
| 3.3.2 边界条件的施加 |
| 3.3.3 不同电压仿真 |
| 3.3.4 不同频率仿真 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 MoO_3纳米带阵列的可控组装 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MoO_3纳米带的合成及其表征 |
| 4.3 MoO_3纳米带分散液浓度对阵列排列的影响 |
| 4.4 介电电压对阵列排列的影响 |
| 4.5 介电频率对阵列排列的影响 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 MoO_3纳米带阵列的室温氢敏性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同分散液浓度组成敏感元件的室温氢敏性能 |
| 5.3 不同介电电压组成敏感元件的室温氢敏性能 |
| 5.4 不同介电频率组成敏感元件的室温氢敏性能 |
| 5.5 介电参数的调控影响及其氢敏响应机理分析 |
| 5.5.1 介电参数对纳米带阵列的调控分析 |
| 5.5.2 氢敏响应机理分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（3）基于多层Au-Pd核壳纳米颗粒膜增敏的光纤氢气传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的和意义 |
| 1.2 可搭载氢敏材料传感器件的国内外研究现状 |
| 1.3 氢敏材料的国内外研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 核壳结构纳米颗粒膜的感氢机理研究 |
| 2.1 纳米颗粒膜的感氢机制和响应特性分析 |
| 2.2 纳米颗粒膜光学特性分析 |
| 2.2.1 单一介质纳米颗粒膜光学特性分析 |
| 2.2.2 核壳结构纳米粒膜光学特性分析 |
| 2.3 涂有核壳纳米颗粒膜透明基片的反射率和透射率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Au-Pd核壳纳米颗粒膜的制备及通氢响应特性研究 |
| 3.1 纳米颗粒及纳米颗粒膜的制备工艺 |
| 3.1.1 Au-Pd核壳纳米颗粒的制备 |
| 3.1.2 纳米颗粒膜的制备工艺 |
| 3.2 纳米颗粒及纳米颗粒膜的表征测试分析 |
| 3.2.1 纳米颗粒的特性分析 |
| 3.2.2 纳米颗粒膜的特性分析 |
| 3.3 纳米颗粒膜通氢结果测试与讨论 |
| 3.3.1 反射式光纤束H2传感器结构 |
| 3.3.2 纳米颗粒膜在不同浓度氢气下的通氢结果测试 |
| 3.3.3 不同Pd壳厚度纳米颗粒对氢气的响应特性 |
| 3.3.4 不同覆盖率的纳米颗粒膜对氢气的响应特性 |
| 3.4 传感器响应速度横向对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多层透射式光纤氢气传感器的结构设计及样机实现 |
| 4.1 传感器探头的结构设计及增敏机理 |
| 4.1.1 传感器探头结构设计 |
| 4.1.2 传感器的增敏机理 |
| 4.2 传感系统的各功能模块设计 |
| 4.2.1 传感系统的光路及信号采集系统设计 |
| 4.2.2 传感系统电气模块的设计 |
| 4.2.3 传感系统软件部分设计 |
| 4.3 多层透射式光纤氢气传感系统的稳定性测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 搭载Au-Pd核壳纳米颗粒膜多层透射式传感器的实验研究 |
| 5.1 搭载单层纳米颗粒膜传感系统的实验测试 |
| 5.1.1 单层纳米颗粒膜的响应特性分析 |
| 5.1.2 不同膜厚纳米膜响应结果的对比分析 |
| 5.2 搭载纳米颗粒膜的多层透射式传感器的性能分析 |
| 5.2.1 传感器的灵敏度 |
| 5.2.2 传感器的重复性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 研究生期间参与的项目 |
| 附录B 研究生期间发表的论文及专利 |
（4）基于钯基低维纳米结构增敏的光纤氢气传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景概述 |
| 1.2 光纤氢气传感器研究现状 |
| 1.3 可用于光纤传感的氢气敏感材料研究现状 |
| 1.4 目前光纤氢气传感器存在的问题 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 2 钯基氢敏材料的感氢机理建模及仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 钯基材料氢气吸附机理 |
| 2.3 稳态吸附模型分析 |
| 2.4 非稳态吸附-脱附模型建立 |
| 2.5 模型求解及仿真分析 |
| 2.6 小结 |
| 3 钯钇合金纳米膜的制备工艺及表征分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钯钇纳米复合薄膜的制备 |
| 3.3 钯钇纳米薄膜表征分析 |
| 3.4 钯钇纳米薄膜的老化研究及热处理工艺 |
| 3.5 小结 |
| 4 钯基纳米颗粒的制备及氢敏性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纯钯和钯银复合纳米颗粒的制备及表征 |
| 4.3 纯钯和钯银复合纳米颗粒的表征 |
| 4.4 小结 |
| 5 反射型光纤氢气传感器结构设计及其样机实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 反射式光纤氢气传感器总体结构设计 |
| 5.3 传感器光纤束光路设计 |
| 5.4 传感器信号检测系统 |
| 5.5 光纤氢气传感器的样机实现及稳定性测试 |
| 5.6 小结 |
| 6 传感器实验研究及结果分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于钯钇纳米薄膜的传感器性能测试及分析 |
| 6.3 基于钯基纳米颗粒的传感器性能测试及分析 |
| 6.4 小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士期间发表论文及研究成果 |
| 附录2 博士生期间参与研究项目情况 |
（5）二氧化锡气敏材料改性研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 纳米氧化锡的制备工艺 |
| 2.1 高能机械球磨法 |
| 2.2 溶胶-凝胶法 |
| 2.3 水热合成法 |
| 2.4 化学沉淀法 |
| 2.5 遗态制备法 |
| 3 采用表面修饰技术 |
| 4 运用气体过滤膜 |
| 5 掺杂其它添加剂或催化剂 |
| 6 结语及展望 |
（6）TiO2纳米管阵列的制备及室温氢敏特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 氢敏材料的研究现状 |
| 1.3 氢敏材料TiO_2 |
| 1.3.1 TiO_2 |
| 1.3.2 TiO_2纳米管阵列 |
| 1.3.3 TiO_2纳米管阵列氢敏性质的研究进展 |
| 1.3.4 TiO_2纳米管阵列氢敏性质的研究前景 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第二章 研究内容和分析方法 |
| 2.1 研究内容及技术路线 |
| 2.2 阳极氧化和磁控溅射的原理及装置 |
| 2.3 样品的主要表征手段 |
| 2.3.1 X射线衍射方法(XRD-X-ray diffraction) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM-Scanning electron microscope) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM-Transmission electron microscope) |
| 第三章 TiO_2纳米管阵列、TiO_2纳米多孔膜和薄膜的制备及表征 |
| 3.1 TiO_2纳米管阵列的制备及表征 |
| 3.1.1 电化学阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列 |
| 3.1.2 TiO_2纳米管阵列的生长机理 |
| 3.1.3 TiO_2纳米管阵列的表征 |
| 3.1.4 阳极氧化电压对TiO_2纳米管阵列孔径的影响 |
| 3.2 TiO_2纳米多孔膜的制备及表征 |
| 3.2.1 ITO上Ti薄膜的制备 |
| 3.2.2 TiO_2纳米多孔膜的制备及表征 |
| 3.3 TiO_2薄膜的制备及表征 |
| 3.3.1 TiO_2薄膜的制备 |
| 3.3.2 TiO_2薄膜的表征 |
| 3.4 样品表面Pt电极的制备 |
| 第四章 氢敏性能的测试与机理研究 |
| 4.1 测试装置与测试步骤 |
| 4.2 TiO_2纳米管阵列室温氢敏特性研究 |
| 4.2.1 室温不同浓度氢气的充放响应 |
| 4.2.2 TiO_2纳米管阵列氢敏灵敏度的研究 |
| 4.2.3 TiO_2纳米管阵列响应和恢复时间的研究 |
| 4.2.4 TiO_2纳米管阵列室温无氧环境的氢敏测试 |
| 4.2.5 孔径对TiO_2纳米管阵列室温氢敏性能的影响 |
| 4.2.6 管长对TiO_2纳米管阵列室温氢敏性能的影响 |
| 4.2.7 TiO_2纳米管阵列气敏选择性研究 |
| 4.2.8 TiO_2纳米管阵列稳定性测试 |
| 4.3 TiO_2纳米多孔膜的氢敏特性 |
| 4.4 TiO_2薄膜的氢敏特性 |
| 4.4.1 TiO_2薄膜室温氢敏特性 |
| 4.4.2 TiO_2薄膜的厚度对氢敏性能的影响 |
| 4.5 TiO_2纳米管阵列、多孔膜和薄膜的氢敏性能对比 |
| 4.6 TiO_2纳米管阵列氢敏机理的研究 |
| 4.6.1 吸附机理 |
| 4.6.2 肖特基势垒变化的研究 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（7）三氧化钨氢敏材料的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的意义 |
| 1.2 氢敏材料及器件的研究现状 |
| 1.2.1 电化学型氢敏材料与器件 |
| 1.2.2 半导体型氢敏材料与器件 |
| 1.2.2.1 金属氧化物型半导体氢敏材料与器件 |
| 1.2.2.2 肖特基二极管型半导体氢敏材料与器件 |
| 1.2.3 热电型氢敏材料与器件 |
| 1.2.4 光学型氢敏材料与器件 |
| 1.2.4.1 氢敏金属单质及其合金 |
| 1.2.4.2 氢敏金属氧化物及其掺杂 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 WO_3薄膜的晶体结构、性质及制备方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 WO_3的晶体结构及性质 |
| 2.2.1 WO_3的晶体结构 |
| 2.2.2 WO_3薄膜的结构缺陷 |
| 2.2.3 WO_3的基本性质 |
| 2.3 WO_3薄膜的变色特性及应用 |
| 2.3.1 WO_3的电致变色特性及其应用 |
| 2.3.2 WO_3的气致变色特性及其应用 |
| 2.3.3 WO_3的光致变色特性及其应用 |
| 2.3.4 WO_3的热致变色特性及其应用 |
| 2.4 WO_3薄膜的制备方法 |
| 2.4.1 溶胶-凝胶法 |
| 2.4.2 真空蒸发法 |
| 2.4.3 溅射法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 WO_3溅射薄膜的制备及性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要实验材料和试剂 |
| 3.2.2 主要实验仪器 |
| 3.2.3 实验前的准备 |
| 3.2.4 镀膜实验步骤 |
| 3.3 薄膜的热处理 |
| 3.4 WO_3薄膜的表征 |
| 3.4.1 X射线衍射分析 |
| 3.4.2 紫外-可见分光光谱分析(UV-Visible Spectroscopy,UV-Vis) |
| 3.4.3 扫描电子显微分析 |
| 3.5 WO_3薄膜的氢气敏感性能测试 |
| 3.5.1 WO_3薄膜的氢敏性能测试及结果分析 |
| 3.5.2 WO_3膜厚对氢气敏感特性的影响 |
| 3.5.3 Pd/WO_3薄膜对氢气敏感的重复性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 WO_3溶胶-凝胶薄膜的制备及性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 主要实验材料和试剂 |
| 4.2.2 主要实验仪器 |
| 4.2.3 实验前的准备 |
| 4.2.4 离子交换法制备WO_3薄膜 |
| 4.3 WO_3薄膜的表征 |
| 4.3.1 X射线衍射分析 |
| 4.3.2 紫外-可见分光光谱分析 |
| 4.3.3 扫描电子显微分析 |
| 4.4 WO_3薄膜的氢气敏感性能测试 |
| 4.4.1 WO_3薄膜的氢敏性能测试及结果分析 |
| 4.4.2 WO_3薄膜对氢气敏感的重复性 |
| 4.4.3 Pt/WO_3薄膜在不同氢气浓度下的气敏性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 WO_3氢敏薄膜的性能比较及机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 WO_3基薄膜样品的氢敏性能比较 |
| 5.3 WO_3薄膜的氢敏机理 |
| 5.4 WO_3薄膜的激光拉曼图谱分析 |
| 5.5 WO_3薄膜的掺杂改性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）固体电解质测氢传感器的套接密封及电极研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 电化学型氢传感器 |
| 1.2.2 半导体氧化物氢传感器 |
| 1.2.3 光学型氢传感器 |
| 1.2.4 热导型氢传感器 |
| 1.2.5 SAW 氢传感器 |
| 1.2.6 光纤氢传感器 |
| 1.3 研究内容及研究目标 |
| 1.3.1 本课题的研究内容 |
| 1.3.2 本课题的目标 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 固体电解质测氢传感器的基本原理 |
| 2.1 固体电解质测氧传感器 |
| 2.1.1 氧离子导体固体电解质燃料电池 |
| 2.1.2 氧离子导体固体电解质测氧传感器 |
| 2.2 固体电解质测氢传感器 |
| 2.2.1 氢质子导体固体电解质燃料电池 |
| 2.2.2 氢质子导体固体电解质测氢传感器 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 固体电解质的制备 |
| 3.1 固体电解质材料及导电机理 |
| 3.1.1 固体电解质材料 |
| 3.1.2 固体电解质的晶体结构 |
| 3.1.3 固体电解质的导电机理 |
| 3.2 固体电解质的形状结构 |
| 3.2.1 片状结构 |
| 3.2.2 圆柱状结构 |
| 3.2.3 U 型管结构 |
| 3.2.4 管状结构 |
| 3.3 固体电解质的成型与烧结 |
| 3.3.1 固体电解质成型模具 |
| 3.3.2 固体电解质的成型烧结 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 固体电解质和连接管的套接密封 |
| 4.1 密封性能对传感器输出电势的影响 |
| 4.2 密封材料及套接工艺 |
| 4.2.1 密封材料及套接工艺 |
| 4.3 密封性能实验 |
| 4.3.1 密封性能测试方法 |
| 4.3.2 试验结果 |
| 4.3.3 分析讨论 |
| 4.4 套接密封材料的绝缘性能 |
| 4.4.1 密封材料绝缘性能对传感器输出电势的影响 |
| 4.4.2 密封材料的绝缘性能 |
| 4.4.3 分析讨论 |
| 4.5 套接强度试验 |
| 4.5.1 试验设备及样品制备 |
| 4.5.2 试验数据 |
| 4.5.3 分析讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 测氢传感器电极研究 |
| 5.1 内电极的制备 |
| 5.1.1 胶粘固定式内电极 |
| 5.1.2 拆装式内电极 |
| 5.1.3 分析讨论 |
| 5.2 外电极的制备 |
| 5.2.1 厚膜导电浆料外电极 |
| 5.2.2 拆装式外电极 |
| 5.2.3 分析讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 测氢传感器的性能测试 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 对下一步研究工作的建议 |
| 参考文献 |
| 详细摘要 |
（10）氢敏材料与器件的研究进展（论文提纲范文）
| 1 前 言 |
| 2 电化学氢敏材料与器件 |
| 3 半导体氢敏材料与器件 |
| 3.1 金属氧化物型 |
| 3.2 肖特基二极管型 |
| 4 热导型氢敏材料与器件 |
| 5 光学氢敏材料与器件 |
| 5.1 金属单质及其合金型 |
| 5.2 金属氧化物及金属单质-氧化物型 |
| 6 结束语 |
四、新型高选择性氢敏元件（论文参考文献）
- [1]SnO超薄二维材料的大面积制备及氢气敏感性能研究[D]. 杨焱. 湖北大学, 2021(01)
- [2]MoO3纳米带阵列的介电泳组装及其室温氢敏性能研究[D]. 李小康. 湖北大学, 2019(05)
- [3]基于多层Au-Pd核壳纳米颗粒膜增敏的光纤氢气传感器研究[D]. 骆志杰. 武汉理工大学, 2018(07)
- [4]基于钯基低维纳米结构增敏的光纤氢气传感器研究[D]. 宋涵. 华中科技大学, 2016(08)
- [5]二氧化锡气敏材料改性研究进展[J]. 张雄斌,贺辛亥,李宗迎,杨超女,宋宇宽,王俊勃,崔云浩. 硅酸盐通报, 2014(07)
- [6]TiO2纳米管阵列的制备及室温氢敏特性研究[D]. 谢鲲. 湖北大学, 2012(08)
- [7]三氧化钨氢敏材料的制备及其性能研究[D]. 吴银伟. 武汉理工大学, 2011(09)
- [8]气体传感器在工业中的应用[A]. 党恒耀,赵进宣,郭兴敏. 2010年全国冶金物理化学学术会议专辑（下册）, 2010
- [9]固体电解质测氢传感器的套接密封及电极研究[D]. 张永新. 南京林业大学, 2009(02)
- [10]氢敏材料与器件的研究进展[J]. 侯长军,范小花,唐一科,范瑛. 材料科学与工程学报, 2007(03)