Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Мультипараметрическое распознавание паров органических веществ с помощью сенсора газа на основе наноструктурированной пленки диоксида олова

Н.А. Клычков, В.В. Симаков, И.В. Синёв, Д.А. Тимошенко

ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского»

DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.852

Оригинальная статья

Аннотация: Исследовано влияние паров органических веществ (изопропанола, этанола и ацетона) различной концентрации на отклик сенсоров газа на основе наноструктурированных пленок диоксида олова, синтезированных золь-гель методом. Экспериментально установлено, что напуск газовых проб, содержащих пары органических веществ, приводит к увеличению проводимости наноструктурированных пленок диоксида олова. В области высоких концентраций (более 50% от насыщенного пара) концентрационная зависимость проводимости имеет тенденцию к насыщению. Показана возможность распознавания сорта примесного газа с помощью статистической обработки отклика только одного сенсора при различных концентрациях анализируемой пробы. Определено положение поверхностного донорного уровня примесного газа относительно акцепторного уровня кислорода и теплота десорбции частиц исследуемых газов. Предложен новый метод мультипараметрического распознавания газовых смесей, основанный на использование в качестве признаков классификации физико-химических параметров анализируемых газов, не зависящих от их концентрации.Установлено, что предложенный метод мультипараметрического распознавания газовых смесей имеет более высокую надежность по сравнению со стандартными методами, основанными на анализе отклика сенсоров газа.

Ключевые слова: сенсор газа, золь-гель метод, предварительная обработка сигнала, параметры адсорбционных центров, мультипараметрическое распознавание газовых смесей

  • Клычков Никита Александрович – студент магистратуры кафедры материаловедения, технологии и управления качеством, ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского»
  • Симаков Вячеслав Владимирович – д.т.н., профессор кафедры материаловедения, технологии и управления качеством, ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского»
  • Синёв Илья Владимирович – к.ф.-м.н., доцент кафедры материаловедения, технологии и управления качеством, ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского»
  • Тимошенко Дмитрий Александрович – студент аспирантуры кафедры материаловедения, технологии и управления качеством, ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского»

Ссылка на статью:

Клычков, Н.А. Мультипараметрическое распознавание паров органических веществ с помощью сенсора газа на основе наноструктурированной пленки диоксида олова / Н.А. Клычков, В.В. Симаков, И.В. Синёв, Д.А. Тимошенко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2021. — Вып. 13. — С. 852-859. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.852.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Grundler, P. Chemical sensors: an introduction for scientists and engineers / P. Grundler. – Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2007. – X, 274 p. DOI: 10.1007/978-3-540-45743-5.
2. Симаков, В.В. Распознавание запахов дыма на основе анализа динамики отклика мультисенсорной микросистемы / В.В. Симаков, А.С. Ворошилов, В.В. Галушка и др. // Нано- и микросистемная техника. – 2012. – № 9 (146). – С. 49-54.
3. Кушнарёв, Б.О. Газочувствительность тонкой пленки диоксида олова к парам керосина при комнатной температуре / Б.О. Кушнарёв, Л.С. Хлудкова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2018. – Вып. 10. – С. 420-426. DOI: 10.26456/pcascnn/2018.10.420.
4. Сигаев, А.П. Исследование адсорбционных свойств наноструктурированных плёнок на основе диоксида олова / А.П. Сигаев, И.А. Аверин, А.А. Карманов, И.А. Пронин, Н.Д. Якушова // Физико- химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 162-169. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.162.
5. Han, M.A. Effects of porosity and particle size on the gas sensing properties of SnO2 films / M.A. Han, H.J. Kim, H.C. Lee, J.S. Park, H.N. Lee //Applied Surface Science. – 2019. – V. 481. – P. 133-137. DOI: 10.1016/j.apsusc.2019.03.043.
6. Tyagi, P. Metal oxide catalyst assisted SnO2 thin film based SO2 gas sensor / P. Tyagi, A. Sharma, M,Tomar, V, Gupta// Sensors and Actuators B: Chemical. – 2016. – V. 224. – P. 282-289. DOI: 10.1016/j.snb.2015.10.050.
7. Смирнов, А.В. Отклик газочувствительной микросистемы на запах перегретой изоляции электрического кабеля / А.В. Смирнов, А.И. Гребенников, А.Н. Грибов и др. // Нано- и микросистемная техника. – 2014. – № 2 (163). – С. 53-56.
8. Синёв, И.В. Влияние освещения на распознавательную способность мультисенсорных микросистем на основе нитевидных нанокристаллов диоксида олова / И.В. Синёв, Н.А. Клычков, Д.А. Тимошенко, В.В. Симаков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 713-721. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.713.
9. Heilig,A. Selectivity enhancement of SnO2 gas sensors: simultaneous monitoring of resistances and temperatures / A. Heilig, N. Barsan, U. Weimar, W. Göpel // Sensors and Actuators B: Chemical. – 1999. – V. 58. – I. 1-3. – С. 302-309. DOI: 10.1016/S0925-4005(99)00091-X.
10. Marikkannan. M. A novel synthesis of tin oxide thin films by the sol-gel process for optoelectronic applications / M. Marikkannan, V. Vishnukanthan, A. Vijayshankar, J. Mayandi, J.M. Pearce // AIP Advances. – 2015. – V. 5. – I. 2. – P. 027122-1-027122-8. DOI: 10.1063/1.4909542.
11. Simakov, V.V. Gas identification by quantitative analysis of conductivity-vs-concentration dependence for SnO2 sensors / V. Simakov, A. Voroshilov, A. Grebennikov et al. // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2009. – V. 137. – I. 2. – P. 456-461. DOI: 10.1016/j.snb.2009.01.005.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒