基于SnO2—CuO纳米纤维的薄膜型H2S传感器研究

胡明江 王忠

摘 要 采用同轴静电纺丝技术制备了SnO2CuO复合纳米纤维， 采用提拉法将SnO2CuO纳米纤维涂覆于印有梳状Au电极的氧化铝陶瓷管表面形成敏感薄膜， 设计了一种新型薄膜式H2S传感器。采用 X 射线衍射、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱（XPS）表征SnO2CuO纳米纤维的相组成和微观形貌， 分析了敏感薄膜成分配比和厚度对硫化氢敏感机理和电化学特性。采用WS30A型气敏元件分析仪测试了H2S传感器敏感特性、温度特性、湿度特性、动态响应、抗干扰特性和稳定性。结果表明， 以C50纳米纤维为敏感薄膜（膜厚为70 nm）的H2S传感器， 在温度为25℃， H2S气体浓度为10～60 mg/L时， 传感器线性度和灵敏度分别为92.3%和98.2%， 响应最大值为1080， 承受的最大相对湿度为95%， 动态响应和恢复时间分别为4和12 s。此传感器对CO， NO2， SO2， NH3， CO2， CH4和H2等有害气体具有较好的抗干扰性。在矿井中连续使用12月后， 响应衰减了9.2%， 响应正常时间为10.9月。

关键词 同轴静电纺丝；硫化氢；传感器；纳米纤维；敏感薄膜