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讲准字172号:集成微纳米功能材料的气体传感器研究

发布时间:2020-11-23|浏览次数:

讲座报告主题:集成微纳米功能材料的气体传感器研究
专家姓名:明安杰  
日期:2020-11-23时间:15:30
地点:图书馆报告厅  
主办单位:
机械工程学院

主讲简介:明安杰,博士,教授级高工,智能传感功能材料国家重点实验室-传感所所长。美国波士顿大学公派访问学者,获第二十四届北京优秀青年工程师,武汉东湖高新区“3551光谷人才”,北京科协金桥工程种子资金资助;国家自然科学基金委函评专家,北京市自然科学基金函评专家,北京市科委装备中心会评专家,中国仪器仪表学会分析仪器分会 理事,工信部评标专家库成员,教育部全国万名优秀创新创业央企导师。研究专长:现主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划子课题、北京科协金桥工程种子资金、有研科技集团青年创新调研项目、国资委攻关专项等传感器研发及产业化项目,所开发的红外探测器在医疗仪器、工业排放监测等领域得到逐步应用推广;在Journal of Micromechanics and Microengineering, Journal of Sensor等期刊和权威国际会议发表论文30余篇,授权专利20余项;出版译著1部《智能传感器系统:新兴技术及应用》(2018年,机械工业出版社)。

主讲内容简介:肆虐全球的新冠疫情和人们环保意识的增强为医疗、环境监测类传感器带来了持续增长的市场需求。报告介绍了面向医疗、环境监测的NDIR及MOS型两种气体传感器。非分散红外(NDIR)原理的气体传感器具有抗交叉干扰、可靠性高等优点在医疗、工业仪器上得到越来越多的应用。高性能红外探测器是NDIR原理气体传感器的关键核心部件。报告首先介绍了一种中红外增强吸收纳米材料的可靠大面积制备及红外探测器集成,之后开发了基于红外探测器的NDIR气体传感器,测试表明所开发的NDIR气体传感器在0~20000ppm浓度范围内相对误差小于0.2/%,在0~5000ppm浓度范围内绝对误差小于5ppm;传感器响应时间小于5s,与国外主流公司产品性能相当,满足医疗仪器、工业监测气体传感器应用需求。
此外,介绍了基于Co基、Sn基、W基金属氧化物半导体(MOS)材料的气敏材料制备及面向VOCs检测的MOS传感器件。针对Sn基、Co基敏感材料,介绍了Co掺杂SnO2(Co-SnO2),及CoZn双金属氧化物(Zn-CoOx)的VOC检测性能,分析了气敏性能提升的关键影响因素。通过将碳基纳米体系引入气体传感关键材料制备过程,制备了基于石墨烯和碳纳米管开发了两种丙酮传感器,两种传感器分别在150℃和130℃低温工作下的检测限达到8.0ppb级,达到医疗应用领域国际水平。最后,介绍了所开发的与MEMS工艺兼容的Pt/WO3薄膜型气敏材料,该材料在150℃低温工作下对NO2的检测限低至100ppb,并具有良好的选择性。


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