Effects of catalytic combustion behavior and adsorption/desorption properties on ethanol-sensing characteristics of adsorption/combustion-type gas sensors
Effects of catalytic combustion behavior and adsorption/desorption properties on ethanol-sensing characteristics of adsorption/combustion-type gas sensors
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催化燃烧行为和吸附/解吸特性对吸附/燃烧型气体传感器乙醇传感特性的影响
DOI：
10.1080/21870764.2021.1933836
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发表时间：
2021
影响因子：
2.3
通讯作者：
and Yasuhiro Shimizu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Takeo Hyodo;Takeru Hiura;Kazunori Nagae;Taro Ueda;and Yasuhiro Shimizu
吸附/燃烧型气体传感器是催化燃烧型气体传感器的一个分支，在脉冲升温模式下，由于目标挥发性有机物（VOCs）吸附在气敏膜上的瞬间催化燃烧，对VOCs的响应具有很大的动态响应。γ-Al_2O_3粉体负载Pt和/或金属氧化物对乙醇催化燃烧性能的影响（MO：CeO 2或Bi 2 O3）及其对乙醇的吸附/脱附性能（吸附温度：150°C），然后研究了利用气敏材料的传感器的乙醇传感特性。（动态操作下的低温和高温：分别为150°C和450°C）的催化燃烧行为和吸附/脱附性能的研究结果的基础上进行了讨论。特别是，Pt与CeO 2共同负载到γ-Al 2 O3上对增强动态响应是最有效的，因为在150°C下吸附在表面上的相对少量的各种化合物在脉冲驱动加热的初始阶段有效地氧化形成CO2。在此基础上，研究了脉冲加热条件下低温和高温对Pt和CeO 2共负载γ-Al 2 O3传感器乙醇敏感性能的影响。
Adsorption/combustion-type gas sensors, subspecies of catalytic combustion-type gas sensors, show large dynamic responses to volatile organic compounds (VOCs) under the operation with a mode of pulsed temperature heating, because of the flash catalytic combustion of target VOCs adsorbed on the gas-sensing films. Catalytic combustion behavior of ethanol over γ-Al2O3powders loaded with and without 1 wt% Pt and/or 10 wt% metal oxide (MO: CeO2or Bi2O3) and their adsorption/desorption properties of ethanol (adsorption temperature: 150°C) were investigated, and then the ethanol-sensing characteristics of the sensors utilizing the gas-sensing materials (low and high temperatures under dynamic operation: 150°C and 450°C, respectively) have been discussed on the basis of the findings on both their catalytic combustion behavior and adsorption/desorption properties. Especially, the co-loading of Pt with CeO2onto γ-Al2O3was the most effective in enhancing the dynamic response, because the relatively small amounts of various compounds that were adsorbed on the surface at 150°C efficiently oxidized at the initial stage of the pulse-driven heating to form CO2. The effects of low and high temperatures under the pulse-heating operation on the ethanol-sensing properties of the sensor utilizing γ-Al2O3co-loaded with Pt and CeO2were also clarified on the basis of the above findings.
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DOI：
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