检索结果-内蒙古大学图书馆

化学进展 2025年第5期 743-757页

作者：冯明霞钱锦天吕大伍沈文锋宋伟杰谭瑞琴宁波大学信息科学与工程学院中国科学院宁波材料技术与工程研究所

人类呼出气与疾病有着密切的关系，其中氨气是肾病和幽门螺旋杆菌阳性等疾病的呼吸标志物。传统的呼出气检测主要通过气相色谱等手段，但其仪器体积庞大，操作复杂。新兴的氨气传感器具有便携、易集成、小型化、成本低和操作简单等优点... 详细信息

人类呼出气与疾病有着密切的关系，其中氨气是肾病和幽门螺旋杆菌阳性等疾病的呼吸标志物。传统的呼出气检测主要通过气相色谱等手段，但其仪器体积庞大，操作复杂。新兴的氨气传感器具有便携、易集成、小型化、成本低和操作简单等优点，从而受到广泛关注。本综述系统阐述了半导体型氨气传感器的工作机制、传感器类型和常见的氨敏材料，同时介绍了传感阵列-电子鼻技术相对于单一传感器的优势，并提出了氨气传感器及其电子鼻系统在健康监测和疾病诊断中的应用研究，最后针对目前氨气传感器存在的问题以及未来前景进行了分析展望。

关键词：半导体电阻型氨气传感器电子鼻人体呼气健康监测

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聚苯胺包覆的倾斜光纤光栅氨气传感器

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仪表技术与传感器 2025年第2期 6-10,33页

作者：王思博张扬徐海宁阳甚祺武小青胡玉霞大连理工大学物理学院

氨气是广泛应用于工业的气体,为防止其危害,研究以聚苯胺为敏感材料,充分利用其在不同pH值环境下电导率显著动态调谐的特性,并结合倾斜光纤光栅技术,成功制备了一种高灵敏度的氨气传感器。在氨气体积分数为25~500 ppm的环境中测试,传感... 详细信息

氨气是广泛应用于工业的气体,为防止其危害,研究以聚苯胺为敏感材料,充分利用其在不同pH值环境下电导率显著动态调谐的特性,并结合倾斜光纤光栅技术,成功制备了一种高灵敏度的氨气传感器。在氨气体积分数为25~500 ppm的环境中测试,传感器的透射光谱共振峰强度值呈现出连续的响应变化。在聚苯胺薄膜厚度为156 nm的条件下,传感器的响应与氨气浓度成线性关系,表现出良好的线性度(R^(2)=0.987 6)和高灵敏度(5.2×10^(-3) dB/ppm)。此外,传感器能在特定体积分数下表现出快速响应和稳定性,适用于长时间监测封闭环境中的氨气浓度。

关键词：光纤光栅传感器倾斜光纤光栅聚苯胺 pH值氨气传感器

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电极厚度和粒径对In_(2)O_(3)氨气传感器性能的影响

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传感器与微系统 2024年第4期43卷 28-32页

作者：吴春平杨琳张毅然林赫上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学智慧能源创新学院上海200240

采用自蔓延燃烧(SHS)法合成了纳米敏感材料一氧化铟(In_(2)O_(3)),以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为固体电解质,铂(Pt)为参比电极,制备了混合电位型氨气(NH_(3))传感器。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对敏感电极... 详细信息

采用自蔓延燃烧(SHS)法合成了纳米敏感材料一氧化铟(In_(2)O_(3)),以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为固体电解质,铂(Pt)为参比电极,制备了混合电位型氨气(NH_(3))传感器。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对敏感电极形貌进行表征。研究发现,随着电极厚度的增加,更多的NH_(3)被吸附到表面参与电化学过程,传感性能增强;若电极层过厚,大部分NH_(3)在穿过电极层到达三相界面(TPB)区域之前,被气固多相催化反应消耗,传感性能降低;SEM表征结果显示,最优的电极厚度为104.20μm。同时研究了粒径对性能的影响,在煅烧温度为900℃时,传感器表现出最高的灵敏度(-64.20 mV/decade),TEM表征结果显示,此时晶粒的平均粒径为75.92 nm。通过极化曲线测试验证了传感器响应机理符合混合电位理论。

关键词：氧化铟氨气传感器电极厚度粒径敏感性能

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聚苯胺敏感膜声表面波氨气传感器

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压电与声光 2022年第2期44卷 220-222页

作者：孙鑫洋翟守沛张超张玉凤王文中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

以聚苯胺作为敏感材料,实验制备了高灵敏快速响应的声表面波(SAW)氨气传感器器件,结合鉴相式传感电路,构建了传感系统。聚苯胺对氨气的选择性吸附所产生的质量负载及声电耦合效应引起声传播速度的变化,进而以鉴相器输出的电压信号来表... 详细信息

以聚苯胺作为敏感材料,实验制备了高灵敏快速响应的声表面波(SAW)氨气传感器器件,结合鉴相式传感电路,构建了传感系统。聚苯胺对氨气的选择性吸附所产生的质量负载及声电耦合效应引起声传播速度的变化,进而以鉴相器输出的电压信号来表征待测氨气体积浓度。实验结果表明,在室温工作条件下,传感器显示出高灵敏度(0.11 mV/10^(-6) mV)、低检测下限(0.5×10^(-6))及快速响应时间(T_(90)<20 s)。

关键词：聚苯胺声表面波(SAW) 氨气传感器

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柔性便携式氨气传感器的研究与应用

柔性便携式氨气传感器的研究与应用

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作者：赵倩大连理工大学

学位级别：硕士

氨气（NH3）已广泛应用于化工、制药、农业等众多领域。然而,NH3作为挥发性有机化合物（VOCs）的一种,会对人体健康产生影响。职业安全与健康管理局（OSHA）报道,长期暴露于浓度为25 ppm或更高浓度的NH3氛围中会导致呼吸系统疾病甚至死... 详细信息

氨气（NH3）已广泛应用于化工、制药、农业等众多领域。然而,NH3作为挥发性有机化合物（VOCs）的一种,会对人体健康产生影响。职业安全与健康管理局（OSHA）报道,长期暴露于浓度为25 ppm或更高浓度的NH3氛围中会导致呼吸系统疾病甚至死亡。因此,开发一种用来实时检测环境中NH3浓度的高灵敏度电化学气体传感器,对超出安全浓度范围的环境及时预警提醒对保障人民生命安全是非常有必要的。传统的基于金属氧化物的NH3传感器由于存在活化能,仅在高温下表现出良好信号;其他气敏材料,如导电聚合物、碳纳米材料等,虽然可以在室温下工作,但存在稳定性差或电导率/灵敏度差的缺点,极大地限制了其实际应用性。基于此,制备一种可在室温下工作的高灵敏的NH3传感器是具有重要意义的,具体工作如下: （1）针对传统的基于金属氧化物的NH3传感器仅在高温下表现出良好信号以及导电聚合物等气敏材料稳定性差或电导率/灵敏度差的问题,通过油水界面自组装的方法制备了基于MXene薄膜的NH3传感器。MXene薄膜对NH3表现出p型传感行为,NH3分子会吸附在MXene纳米片活性位点上并与MXene表面的部分带电官能团相互作用。所制备的MXene薄膜传感器灵敏度高(2.10 ppm-1),检测限低（50 ppb）,响应时间短（41 s）,重复性好（重复5次后性能不下降）,长期稳定性好（15天内无信号衰减）,可逆性好（1000次弯曲循环无信号衰减）。（2）为进一步提高传感器件检测NH3的灵敏度,通过将高导电性的MXene掺入氧化锡-还原氧化石墨烯（SnO2-rGO）中,制备了基于SnO2-rGO/MXene复合纳米材料的传感器。结果表明,形成的大量异质结（p-p和p-n异质结）拓宽了空间电荷区域,从而增加了NH3与传感材料之间的电荷交换,进一步提高了传感膜的电导率,最终提高了传感器的灵敏度（对500 ppb NH3的响应值R/R0为8.66）。同时,快速的电子传递速率缩短了传感器的响应/恢复时间（13/50 s）。此外,通过与蓝牙装置连接,基于SnO2-rGO/MXene的智能电化学传感器实现了对于实际样品中（例如变质猪肉）氨气释放的远程监测。

关键词：便携式电化学传感器电分析化学氨气传感器 SnO2-rGO/MXene

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基于WO_(3)的微纳米颗粒氨气传感器及其室温气敏性能研究

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广州大学学报(自然科学版) 2025年第1期24卷 33-40页

作者：潘书生吴悠广州大学物理与材料工程学院广东广州510006

氨气检测涉及各种行业,可用于环境分析、空调压缩机、呼吸诊断分析、化肥工业等。氨气是环境和安全监测重点关注的对象,其相应的传感器显得尤为重要。目前,传统的氨气传感器检测速度已经得到一定的提升,但仍存在工作温度过高等不足,制... 详细信息

氨气检测涉及各种行业,可用于环境分析、空调压缩机、呼吸诊断分析、化肥工业等。氨气是环境和安全监测重点关注的对象,其相应的传感器显得尤为重要。目前,传统的氨气传感器检测速度已经得到一定的提升,但仍存在工作温度过高等不足,制备室温下快速检测氨气的传感器尤为必要。文章采用液相激光烧蚀的方法合成高氧空位的微纳米三氧化钨材料,用于高效的室温氨气传感器。该制备方法具有可控性好、纯度高、生产效率高和装置简单等优点,所获得的三氧化钨材料在室温下对氨气的响应度达到56%,优于同类型传感器的性能,有望应用于制作高性能的室温氨气传感器。

关键词：氨气传感器室温高响应度高氧空位氧化钨

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基于自组装膜的光纤错位型氨气传感器

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强激光与粒子束 2021年第3期33卷 154-160页

作者：朱琳冯国英周昊罗韵王建军四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所成都610065 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

演示了一种基于单壁碳纳米管(SWCNTs)-聚合物自组装复合膜的光纤错位型氨气传感器。通过层层自组装技术在高Q谐振器上涂覆薄膜,薄膜上存在大量的游离羧基以及较大的比表面积,这提供了光与薄膜之间的强相互作用,以及对氨气的高吸附性和... 详细信息

演示了一种基于单壁碳纳米管(SWCNTs)-聚合物自组装复合膜的光纤错位型氨气传感器。通过层层自组装技术在高Q谐振器上涂覆薄膜,薄膜上存在大量的游离羧基以及较大的比表面积,这提供了光与薄膜之间的强相互作用,以及对氨气的高吸附性和选择性。光谱随氨气浓度影响的有效折射率而变化。在(10~37)×10^(-6)的低浓度范围内,光谱变化与氨气浓度差之比即灵敏度为13.25 pm/10^(-6),检测极限为3.77×10^(-6)并且具有良好的线性。这项工作研制为低浓度和高选择性氨气传感器提供了一种有效的方法。

关键词：光纤错位熔接氨气传感器自组装薄膜碳纳米管

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基于MXene涂层微纳光纤氨气传感器的研究与应用

基于MXene涂层微纳光纤氨气传感器的研究与应用

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作者：李慧安徽大学

学位级别：硕士

光纤检测技术是一种利用光纤作为传感元件的技术，它通过测量光在光纤中的传输特性实现对周围环境的监测和测量。凭借高灵敏度、抗电磁干扰、适应性强以及多点复用和远程测量等独特优势，光纤传感在折射率、温度、振动等基础物理量检测... 详细信息

光纤检测技术是一种利用光纤作为传感元件的技术，它通过测量光在光纤中的传输特性实现对周围环境的监测和测量。凭借高灵敏度、抗电磁干扰、适应性强以及多点复用和远程测量等独特优势，光纤传感在折射率、温度、振动等基础物理量检测领域已有广泛应用。目前在特异性物质检测领域，光纤传感技术的应用仍需要进一步深入探索与研究。　　光纤气体传感作为光纤特异性检测领域的延伸，提供了一种独特的检测工具，能够在微观尺度上灵敏地探测气体成分。MXene材料作为一种新兴的二维材料，其独特的物理化学性质，如高导电性、良好的化学稳定性等，使其在光纤传感领域展现出了巨大的潜力。将MXene材料与光纤传感技术相结合，不仅有望进一步提升气体检测的灵敏度和准确性，还可能为光纤传感在特异性物质检测领域的应用开辟新的道路。因此，将MXene整合到光纤结构中，能够提升光纤气体传感器的灵敏度和选择性，实现微观尺度上对气体成分的高效检测。本文探究基于MXene涂覆的微纳光纤传感器，并在实际应用和理论计算中验证了其有效性和可靠性，主要研究内容如下:　　(1)提出了一种新颖的气体传感器，通过有效结合微纳光纤与MXene材料，实现了对氨气(NH3)的高效检测。基于Ti3C2Tx-MXene可以在近红外波段激发表面等离子体激元(SPPs)并拥有丰富的端基官能团(-F，-OH，-O)的独特的光学和化学特性。氨分子与涂覆在微纳光纤表面的MXene薄片之间的复杂相互作用，吸附的氨分子与MXene涂层之间存在共振连接界面处，存在电子转移，使光纤中的光发生了波长调制，实现了检测下限100ppm的传感。　　(2)本研究采用了理论论证的方式。经过光学数值模拟和第一性原理计算，为全面揭示传感现象提供了有利的理论支持。选择具有丰富氧端基的Ti3C2O2模型作为参考模型进行了密度泛函理论(DFT)计算，以量化不同气体分子和MXene表面之间的结合能。计算结果显示:NH3和Ti3C2O2之间的相互作用吸附能(-0.192eV),显著超过CO2(-0.021eV)和CH4(-0.011eV)的吸附能。本研究基于介质—绝缘体—介质(MIM)模型进行了光学数值模拟，以探索并验证所设计的微纳光纤传感机制在氨传感方面的合理性。同时，我们还进行了电磁场分布的模拟，以进一步支持的理论模型。　　(3)提出了一种高效、智能的光谱系统数据处理平台，通过引入自适应信号算法，实现对光谱数据的精准处理和分析，从而提高数据处理的速度和准确性，为光谱数据分析提供了有效的处理工具。　　总之，光纤传感技术与MXene材料的结合，为气体检测领域带来了新的可能。通过深入研究和探索，这一技术将在未来为环境监测、工业生产等领域提供更高效、更准确的解决方案。

关键词：氨气传感器表面等离子体激元表面等离子共振 MXene 微纳光纤

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氨气传感器研究现状及智能化应用

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包装学报 2022年第2期14卷 57-66页

作者：许佳欣陈程邱诗波黎厚斌刘兴海武汉大学印刷与包装系湖北武汉430079

氨气是人类日常生活和工业生产中最常见的化学气体之一。高浓度的氨对人体和环境都会产生危害。从金属氧化物、导电聚合物、碳纳米材料、其他材料方面梳理氨气气敏材料的研究现状,并分析了不同气敏材料的特点;进而介绍氨气传感器在大气... 详细信息

氨气是人类日常生活和工业生产中最常见的化学气体之一。高浓度的氨对人体和环境都会产生危害。从金属氧化物、导电聚合物、碳纳米材料、其他材料方面梳理氨气气敏材料的研究现状,并分析了不同气敏材料的特点;进而介绍氨气传感器在大气环境、畜禽养殖、食品安全和医疗保健领域的应用情况。未来氨气传感器会向小型化和智能化方向发展。

关键词：氨气传感器金属氧化物导电聚合物碳纳米材料

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基于上转换材料的光纤氨气传感器的设计及应用

基于上转换材料的光纤氨气传感器的设计及应用

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作者：吴华霖重庆理工大学

学位级别：硕士

氨气是一种重要的工业原料及常见的化工产物,同时也是具有强烈刺激性恶臭的有毒有害气体,氨气浓度的检测在工业生产、人体健康等领域具有重要的意义。但当空气中的氨气浓度达到一定值时会使人中毒乃至危及生命,而由于电火花可能引发氨... 详细信息

氨气是一种重要的工业原料及常见的化工产物,同时也是具有强烈刺激性恶臭的有毒有害气体,氨气浓度的检测在工业生产、人体健康等领域具有重要的意义。但当空气中的氨气浓度达到一定值时会使人中毒乃至危及生命,而由于电火花可能引发氨气爆炸,所以采取非电检测机制很有必要性。光纤传感具有体积小、重量轻、抗电磁干扰和可远距离测量监控等优点,已经被广泛用于环境监测。其传感原理一般是氨气与材料发生相互作用从而影响光波的光强或者波长,所以敏感材料是氨气传感的一个关键所在。上转换材料可能是一种用于氨气传感的优质材料。其发光过程几乎不受温度、湿度、p H的影响。其光化学稳定性好,且不易被光解,其激发波长一般是近红外或红外光,在生物体系中大部分干扰物不会被激发,降低了背景干扰,提高了灵敏度,荧光寿命长。本文提出了一种基于上转换材料的光纤氨气传感器,设计了一种氨气敏感膜和两种氨气传感探针,适用于不同的环境。对所制备的材料和传感器进行了一系列的表征及性能测试,并对氨敏机理进行了验证研究,本文主要研究工作概要如下:（1）为制备光学氨气传感器并研究氨敏机理,进行了第一个实验,参照文献中的最佳合成条件,采用共沉淀法合成了上转换材料Na YF4:Yb3+、Er3+,并采取同样的方法合成了Na YF4:Yb3+、Er3+、Tm3+。将制备的材料进行了X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,SEM）形貌表征,并利用F-4600分光光度计对所制备的上转换材料进行了荧光特性表征。将Na YF4:Yb3+、Er3+、(Tm3+)与苯酚红结合并以滤纸为载体,制备了氨敏薄膜以进行氨敏初步试验及机理研究。在参考文献已有研究的基础上,对氨敏传感机理的一个关键部分进行了验证,证明了氨气需要先与水进行反应,然后再通过络合反应引发氨敏染料变色。针对目前文献中空缺的苯酚红颜色变化与不同波长不同光强变化的关联。进行了阶段理论分析并结合实验完成了验证。（2）在实际的应用过程中,单一敏感膜的实际应用容易受限,且对其光强变化的检测不够方便,考虑与光纤传感相结合制备成便于实际检测的光纤氨气传感器。进行了第二个实验,采用控制变量法研究了不同Yb3+、Er3+掺杂浓度的Na YF4:Yb3+、Er3+特性,对材料进行了表征研究,确定了最佳的稀土掺杂比例。将所制备的Na YF4:Yb3+、Er3+与苯酚红混合并加入无水乙醇搅拌分散,将聚偏二氟乙烯（polyvinylidene difluoride,PVDF）加入N-甲基吡咯烷酮（N-Methylpyrrolidone,NMP）并在70~oC下加热搅拌1h使PVDF充分溶解。然后进行混合超声并转移到穿孔1锥形PE壳锐侧,并完成干燥固定制备成氨敏探针。并对所制备的传感器进了氨气浓度测试,以及氨气检测响应还原时间等性能测试。（3）针对实验中的氨敏影响因素进行了深入研究,对传感结构进行了优化,针对不同相上转换材料的氨敏传感特性进行了深入对照研究。进行了第三个实验,通过不同煅烧时间制备出不同晶相的Na YF4:Yb3+、Er3+、Tm3+,进行了相应的表征。将α-Na YF4与β-Na YF4混合相与单β-Na YF4分别与苯酚红混合后形成的均匀悬浮液在真空干燥箱内干燥形成氨敏粉末,然后将氨敏粉末转移到穿孔PE壳锐侧,然后用环氧树脂密封固定形成氨敏探针。对所制备的传感器进行了氨气浓度测试,响应还原时间,稳定性,选择性等特性测试。实验制备了上转换材料并用其制备成了一种氨敏薄膜用于氨敏检测机理验证。对上转换材料进行了细化研究制备,并采用定向制备的上转换材料制备了两种氨敏探针。两种探针可应于不同的实际应用场景,以PVDF为基体的光纤氨气传感器更适合于高浓度环境下的氨气检测,结构优化后有效传感体积更大的传感探针更适合于低浓度环境下的氨气检测。所制备的氨敏传感器的完全响应还原时间皆在4min左右,且具有良好的时间稳定性、气体选择性。能够在极端干燥的环境下完成对氨气的检测,具有一定的实用价值。

关键词：上转换材料酸碱指示剂氨气传感器光纤

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