氫氣作為一種清潔、可再生能源,在工業(yè)、生活中應(yīng)用越加廣泛,目前,許多國(guó)家正在大力推動(dòng)氫能發(fā)展。然而,氫氣無(wú)色無(wú)味且易燃易爆,因此,隨著氫能應(yīng)用范圍擴(kuò)大,為確保安全,需要有效的監(jiān)測(cè)的方法。氫氣傳感器因其可直接在被測(cè)環(huán)境中布點(diǎn)、組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)全覆蓋、全天候?qū)崟r(shí)的氫氣監(jiān)測(cè),而被廣泛研究與應(yīng)用。然而,常見(jiàn)的低成本的金屬氧化物氫氣傳感器,氫敏材料在高溫環(huán)境下工作,存在安全隱患。因此,本文旨在設(shè)計(jì)一款以Mo S2做氫敏材料的電阻型氫氣傳感器,Mo S2優(yōu)異的氣敏特性與低成本,使所設(shè)計(jì)的氫氣傳感器可在常溫下工作且成本低、使用簡(jiǎn)單。傳感器的設(shè)計(jì)與研究分為氣敏材料、氣敏結(jié)構(gòu)、接口檢測(cè)電路三部分進(jìn)行。首先研究Mo S2作為氣敏材料的理論基礎(chǔ)。在微觀層面建模分析了Mo S2材料的氫氣傳感機(jī)理,基于密度泛函理論進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,詳細(xì)分析了H2分子在單層1T相和2H相Mo S2表面的位點(diǎn)吸附。結(jié)合態(tài)密度與電荷轉(zhuǎn)移,闡述了H2分子與單層Mo S2間相鄰原子間的相互作用,解釋了吸附能表現(xiàn)出較大差異的原因。從理論層面證明Mo S2材料可用于氫氣傳感,為氫氣傳感器設(shè)計(jì)提供有力的理論支撐。并且,基于理論分析,選擇吸附能...

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-3Pd納米立方體-固定TiO2納米纖維的氫氣傳感器[36]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-6-應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間（25s/1s）。此外，氣體傳感器對(duì)氫氣表現(xiàn)出非常好的選擇性。氣體傳感器的特別快的動(dòng)力學(xué)原因在于其支架結(jié)構(gòu)，TiO2納米纖維中表現(xiàn)出高孔隙率，使其中氫分子的擴(kuò)散顯著增強(qiáng)。此外，由于Pd的溢出效應(yīng)，更多的氫原子移動(dòng)到傳感層的表面，有助....

圖1-4氫氣感器的制造和傳感層的沉積以及氣體傳感裝置[37]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-6-應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間（25s/1s）。此外，氣體傳感器對(duì)氫氣表現(xiàn)出非常好的選擇性。氣體傳感器的特別快的動(dòng)力學(xué)原因在于其支架結(jié)構(gòu)，TiO2納米纖維中表現(xiàn)出高孔隙率，使其中氫分子的擴(kuò)散顯著增強(qiáng)。此外，由于Pd的溢出效應(yīng)，更多的氫原子移動(dòng)到傳感層的表面，有助....

圖1-5H原子在不同位置的能量分布[38]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-所示。由于金屬和石墨烯的功函數(shù)不同，在石墨烯和金屬之間的界面上形成了勢(shì)壘。在注入氫氣時(shí)，Pd-Ag的功函數(shù)由于金屬氫化物的形成而改變，導(dǎo)致氣體傳感器中電阻大變。然而，氣體傳感器顯示出不完全的恢復(fù)，因?yàn)槲皆赑d-Ag合金納米顆粒表面上的氫分子或....

圖1-6Pd-MoS2基傳感器的制作[17]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-8-圖1-6Pd-MoS2基傳感器的制作[17]Agrawal等人[39]在SiO2/Si襯底上制作了邊緣取向垂直排列的MoS2薄片三維網(wǎng)絡(luò)，如圖1-7所示。拉曼、PL和FE-SEM結(jié)果證實(shí)合成的薄片是邊緣取向的垂直排列，并且很少分層。在28~15....

本文編號(hào)：3917036