钯基氢气传感器的敏感机理研究

钯基氢气传感器的敏感机理研究,答辩人：导师：,目录,content,Page,04,07,14,22,26,1,选,题,的,意,义,氢气和钯,伴随着能源危机的到来,国家,国家,能源争夺,化工、航空,石化、医药,重要能源物质,易燃易爆性,监测和监控氢气,氢气传感器得到广泛关注,典型应用,牙科,钟表制作,手术器材,氢气传感器,氢气传感器,氢气,Pd,白色的极优良吸氢性能的金属,钯金属的应用,监测和监控,为什么要研究钯基氢气传感器敏感机理？,氢气的安全问题：为了保证有足够的时间转移人群，氢气传感器的响应时间应该非常短,钯的开关作用,前人的研究：前人对钯氢敏感机理有很系统的研究，做了很全面的理论分析,新的敏感机理：“裂节”原理的氢气传感器的敏感机理研究还不是很清楚,敏感机理研究很有必要,1,选,题,的,意,义,2,研,究,历,史,钯金属中的氢气,占据八面体结构,晶格常数改变,钯氢体系、相变,1,2,3,钯纳米结构的制备技术,液相还原法,电化学沉积法,溶胶凝胶法,1,2,3,4,物理气相沉积,钯在氢气传感器中的应用,连续型钯膜,半连续型钯膜,非连续型钯膜,1,2,3,1,选,题,的,意,义,2,研,究,史,3,钯,氢,体,系,模,型,历,钯纳米粒子薄膜不同状态及其电阻,金属态,量子传导态,绝缘态,1,2,3,电子传输性质研究,隧穿模型,ES模型,变程跳跃模型,1,2,3,钯氢模型设计,吸氢模型,响应模型,钯氢模型,吸氢模型,吸氢模型,吸氢,吸氢模型,归一化处理,微分方程组,级数解,吸氢总量和速率,响应模型,Pd-H体系原子相互作用,响应模型,响应,钯纳米粒子的微元划分,11,响应模型,如果令速度变为最大值得63%时的时间为响应时间,1,选,题,的,意,义,2,研,究,历,史,3,钯,氢,体,系,模,型,4,软,件,计,算,吸氢模型,响应模型,纳米粒子较小时,纳米粒子较大时,纳米粒子很大时,1,选,题,的,意,义,2,研,究,历,史,3,钯,氢,体,系,模,型,4,软,件,计,算,5,实,验,研,究,结,果,12,氢气传感器制作,AAO模板,AAO-Pd膜,传感器结构图,AAO模板结构良好,表面颜色变化明显,测试结果及分析,基线出现了漂移，可能与钯膜稳定性有关,钯在其中起到了开关作用且作用明显,通入氢气之后电阻降低，证明了非连续钯膜吸收氢气之后电阻降低的性质,1,2,3,5,实,验,研,究,结,果,6,总,结,与,展,望,1,选,题,的,意,义,2,研,究,历,史,3,钯,氢,体,系,模,型,4,软,件,计,算,总结,钯中氢气性质,“ON”“OFF”,钯纳米结构制备,连续型氢气传感器,非连续型氢气传感器,钯纳米粒子电子传输特性,钯吸氢体系模型建立,钯纳米粒子大小与响应时间,Matlab计算,实验研究,本论文所研究的钯基氢气传感器敏感机理能够为后续制作氢气传感器提供理论指导，我们需要的是性能更加优良的氢气传感器，研究其敏感机理就更加必要了。,氢气浓度一定时吸氢速率随时间增加而减小，吸氢总量随时间的增加而增加。当氢气浓度增加时，吸氢速率增加，但是吸氢速率却会急剧减小。当钯纳米粒子很小的时候，氢气传感器的响应时间和钯纳米粒子体积的平方根成比例，当钯纳米粒子较大时，氢气传感器的响应时间和钯纳米粒子体积成正比。但是当钯纳米粒子很大时，氢气传感器的响应时间基本不随钯纳米粒子体积变化而变化,总结与展望,总结,