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高灵敏高选择性H2S传感器

成果名称

高灵敏高选择性H2S传感器

所属产业领域

新材料

所处阶段

小试

所属研究所(中心):安徽光机所/激光技术中心

● 成果简介

H2S是一种重要的化工原料,有剧毒,我国国家职业卫生标准(GBZ 2.1-2007)规定工作场所H2S职业接触限值为10ppm,吸入少量高浓度(~500ppm)H2S可于短时间内中毒身亡,长时间暴露低浓度(~5-20ppm)H2S对眼、呼吸系统及中枢神经都有损伤。针对现有半导体型H2S传感器面临的选择性差、灵敏度低等问题,本项目开发了一种新型的CuAlO2铜铁矿型敏感材料,这种材料性质稳定,对常规的还原性气体(如挥发性有机物)响应都很弱(小于2),而对10ppm H2S的电学响应达到4600,表明器件对H2S有出色的选择性,器件的重复稳定性好。此外,CuAlO2传感器还具有快速响应特性,一旦环境中H2S的浓度高于4ppm,传感器电阻在约1分钟内增加3个数量级,可及时发出警报。本项目的研究成果可为石化等行业H2S泄露或浓度超标进行及时的预警,保障人员安全。本项目的开发研究工作已发表在国际传感器顶级专业期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》,并申请了发明专利保护。

● 主要技术指标(或参数)

传感器尺寸:1.5×1.5 mm2

敏感层材料:CuAlO2

传感器工作温度:160 °C

传感器功耗:< 1W

器件灵敏度(Rair/RH2S):10 ppm为4600

检测浓度范围:0.2-100 ppm

响应时间:1 min

● 应用领域

石化行业H2S泄露检测预警。

● 市场前景

该仪器的研发将为我国提供一种超小型、低功耗、高灵敏的H2S在线分析仪,可满足石化行业的常规监测以及H2S泄漏事故的应急监测的需求,为人们的生命安全、身体健康提供一道坚实的屏障。本项目的仪器研发具有很好的市场前景,石化企业、监管部门为主要的用户单位。

● 拟转化的方式(或合作模式)

可采用研究所与企业通过成果转让或技术入股等方式,共同推进该成果的产业化。

● 图片展示

高灵敏高选择性H2S传感器(图1)

a)传感器选择性;(b)传感器的循环稳定性。



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