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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 有毒有害气体的介绍1

1.3 有毒有害气体检测国内外研究现状及发展趋势3

1.3.1 半导体气体传感器3

1.3.2 接触燃烧式气体传感器4

1.3.3 电化学式气体传感器5

1.3.4 红外吸收型气体传感器6

1.3.5 气相色谱仪7

1.3.6 声波气体传感器7

1.4 质量敏感型气体传感器及阵列研究进展8

1.5 主要研究工作11

第2章 QCM和SAW气体传感器的工作原理及仿真14

2.1 QCM气体传感器工作原理14

2.1.1 简介14

2.1.2 QCM气体传感器的结构16

2.1.3 QCM气体传感器的工作原理16

2.2 SAW气体传感器工作原理18

2.2.1 简介18

2.2.2 SAW气体传感器的结构20

2.2.3 SAW气体传感器的工作原理23

2.3 表面敏感膜对气体分子的吸附26

2.3.1 吸附作用26

2.3.2 吸附作用的量化：线性溶剂能量关系（LSER）模型27

2.4 气体传感器的模拟仿真29

2.4.1 仿真的必要性29

2.4.2 有限元分析的基本原理29

2.4.3 SAW甲烷气体传感器的仿真31

2.5 本章小结36

第3章 基于新型聚炔类敏感材料传感器单元的制备及气敏特性37

3.1 引言37

3.2 聚炔敏感材料合成及表征37

3.2.1 实验用材料及仪器37

3.2.2 PDMEB的合成38

3.2.3 Pt-DEB的合成39

3.2.4 敏感材料的表征39

3.3 基于PDMEB和Pt-DEB气体传感器单元的制备41

3.4 基于PDMEB和Pt-DEB气体传感器单元的性能测试42

3.4.1 气敏传感器的测试系统42

3.4.2 SAW传感器单元的性能测试及分析43

3.4.3 QCM传感器单元的气敏特性及分析45

3.4.4 环境因素对传感器的影响52

3.4.5 气敏机理分析54

3.5 本章小结55

第4章 基于超分子材料-穴番A传感器单元的制备及气敏特性57

4.1 引言57

4.1.1 穴番结构57

4.1.2 穴番合成方法58

4.1.3 穴番-A在气敏传感器中的应用59

4.2 穴番-A敏感材料合成及表征59

4.2.1 材料及设备59

4.2.2 穴番-A的合成60

4.2.3 穴番-A的表征60

4.3 基于穴番-A的气体传感器单元的制备61

4.4 基于穴番-A的气体传感器单元的性能测试62

4.4.1 SAW传感器单元的性能测试及分析62

4.4.2 QCM传感器单元的气敏特性及分析63

4.4.3 温湿度的影响64

4.4.4 气敏机理分析66

4.5 本章小结67

第5章 基于有机无机纳米复合材料传感器单元的制备及气敏特性68

5.1 引言68

5.2 有机无机复合敏感材料的传感器单元制备及表征69

5.2.1 实验用材料及仪器69

5.2.2 有机无机复合敏感材料的制备70

5.2.3 基于有机无机纳米复合材料气敏传感器的制备70

5.2.4 敏感薄膜的表征71

5.3 有机无机复合敏感材料的传感器单元的性能测试73

5.3.1 SAW传感器单元的性能测试及分析73

5.3.2 QCM传感器单元的气敏特性及分析73

5.3.3 气体传感器响应动力学研究82

5.4 本章小结87

第6章 有毒有害气体传感器阵列初步研究88

6.1 引言88

6.2 有毒有害气体传感器阵列的搭建及测试88

6.2.1 基于SAW气体传感器阵列89

6.2.2 基于现有气体传感器阵列91

6.2.3 传感器阵列的测试92

6.3 数据处理93

6.3.1 信息获取93

6.3.2 数据预处理94

6.3.3 特征提取95

6.3.4 基于人工神经网络的模式识别95

6.4 有毒有害气体定性识别100

6.4.1 基于SAW气体传感器阵列对有毒气体VOC的定性识别100

6.4.2 基于现有气体传感器阵列对可燃性气体的定性识别102

6.5 有毒有害气体定量分析103

6.5.1 基于SAW气体传感器阵列对VOC的定量分析103

6.5.2 基于现有气体传感器阵列对可燃性气体的定量分析104

6.6 本章小结105

第7章 结论与展望107

7.1 主要工作总结107

7.2 前景展望109

致谢110

参考文献111

研究成果123