Датчик концентрации паров гидразина

 

Использование: в аналитическом приборостроении. Сущность изобретения: датчик содержит подложку, на которой расположены электроды и чувствительный слой. Чувствительный слой выполнен из сорбента, в котором равномерно распределено гетерополисоединение, имеющее один из следующих составов Co3P2W6Mo12O62 или Mn3P2W6Mo12O62 или Co3(H3PW9V3O40)2 или Mn3(H3PW9V3O40), при этом его содержание в слое сорбента составляет 1 - 70 мас.%. 1 ил.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, а именно к датчикам состава газа.

Предлагаемый датчик предназначен для определения концентрации паров гидразина в газовых средах.

Известны датчики паров гидразина и его производных, выполненные в виде керамической (Al2O3) бусинки, пропитанной каталитически активным Ir [1] Внутри бусинки может располагаться проволочный терморезистор, используемый для регистрации тепла, выделяющегося при каталитическом разложении гидразина и его производных над нагретой поверхностью датчика.

К недостаткам таких датчиков относится большая потребляемая на нагрев мощность, низкое быстродействие, плохая воспроизводимость параметров, недостаточная селективность по отношению к парам гидразина.

Ближайшим аналогом изобретения, выбранным в качестве прототипа, является датчик паров гидразина, содержащий диэлектрическую подложку, на которой расположены электроды и слой пористого сорбента, содержащий гетерополисоединения (ГПС) 12 ряда [2] Введение ГПС в пленку основного пористого сорбента (например, кремнезема) позволяет повысить стабильность датчика по сравнению с датчиком, имеющим сорбент из одного гетерополисоединения.

К недостаткам такого датчика относятся его невысокие чувствительность и селективность по отношению к парам гидразина.

Технический эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в том, что датчик концентрации паров гидразина, содержащий подложку, на которой расположены электроды и чувствительный слой, выполненный на основе сорбента, активированного гетерополисоединением, которое имеет один из следующих составов Co3P2W6Mo12O62 или Mn3P2W6Mo12O62, или Co3(H3PW9V3O40)2, или Mn3(H3PW9V3O40)2, и содержится в слое сорбента в количестве 1-70 мас. позволяет с высокой чувствительностью и селективностью определять концентрацию паров гидразина в исследуемой атмосфере.

В предлагаемом датчике концентрации паров гидразина чувствительный слой выполнен из пористого сорбента (например, кремнезема), активированного гетерополисоединением, которое имеет один из следующих составов Co3P2W6Mo12O62 или Mn3P2W6Mo12O62, или Co3(H3PW9V3O40)2, или Mn3(H3PW9V3O40)2. Принцип действия датчика основан на изменении электрофизических (диэлектрическая проницаемость, проводимость) характеристик чувствительного слоя при его взаимодействии с парами гидразина.

Увеличение чувствительности и селективности датчика по отношению к парам гидразина достигается, по-видимому, за счет протекания реакции комплексообразования паров гидразина с катионной частью гетерополисоединения, которая в результате стабилизации более высокого валентного состояния атомов кобальта или марганца вступает во внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции, приводящие к резкому изменению электрофизических свойств всего ГПС и, следовательно, чувствительного слоя датчика.

На чертеже представлена схема датчика концентрации паров гидразина.

Датчик концентрации паров гидразина состоит из диэлектрической подложки 1, выполненной, например, из синталла или сапфира, на поверхность которой нанесены металлические (платина, никель, золото) гребенкообразные электроды 2,3, поверх которых располагается чувствительный слой 4 на основе пористого сорбента (например, SiO2), активированный гетерополисоединением, которое имеет один из следующих составов Co3P2W6Mo12O62 или Mn3P2W6Mo12O62, или Co3(H3PW9V3O40)2, или Mn3(H3PW9V3O40)2. Кроме того, в конструкции датчика предусмотрена возможность размещения на подложке тонкопленочного нагревателя.

Получение пленок пористого сорбента, в которых в качестве активирующего вещества размещаются ГПС состава Co3P2W6Mo12O62, Mn3P2W6Mo12O62, Co3(H3PW9V3O40)2, Mn3(H3PW9V3O40)2, осуществляли методом гидролитической поликонденсации растворов, в которые вводились эти ГПС в количестве 1-70 мас. При этом в качестве основы сорбента могут быть использованы кремнезем SiOx (где х 2), оксиды титана, тантала и др. Термообработку, необходимую для удаления растворителя и продуктов гидролиза из пленки сорбента, проводили при температуре до 300оС.

Таким образом, по сравнению с прототипом предложенный датчик концентрации паров гидразина обладает следующими преимуществами: более высокой чувствительностью по отношению к парам гидразина; более высокой селективностью по отношению к парам гидразина.

Формула изобретения

ДАТЧИК КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРОВ ГИДРАЗИНА, содержащий подложку, на которой расположены электроды и чувствительный слой, выполненный из сорбента, активированного гетерополисоединением, отличающийся тем, что гетерополисоединение имеет один из следующих составов: Co3P2W6Mo12O62, или Mn3P2W6Mo12O62, или Co3(H3PW9V3O40)2, или Mn3(H3PW9V3O40)2, при этом его содержание в слое сорбента составляет 1-70 мас.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к датчикам состава газа

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к датчикам состава газа
Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано при разработке сорбционных датчиков для измерения концентрации паров спирта в выдыхаемом воздухе

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения концентрации газовых компонентов, конкретно - к области чувствительной части газочувствительных устройств, и может быть использовано в системах автоматики, аварийной сигнализации, в системах управления печами, в бытовой технике, для контроля окружающей среды

Изобретение относится к газовому анализу и газоаналитическому приборостроению, в частности к газовым датчикам с полупроводниковыми чувствительными элементами для анализа горючих газов (предельных и непредельных углеводородов, водорода, паров бензина, ацетона, спиртов и т

Изобретение относится к газовому анализу и газоаналитическому приборостроению, в частности к газовым датчикам с полупроводниковыми чувствительными элементами для анализа горючих газов (предельных и непредельных углеводородов, водорода, паров бензина, ацетона, спиртов и т

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления газовых датчиков

Изобретение относится к аналитическому приспособлению, в частности к монтажным конструкциям датчика состава газа, и может найти применение в области анализа газовой среды

Изобретение относится к устройствам для контроля параметров газовых сред, в частности к чувствительным элементам газоанализаторов, и может быть использовано для обнаружения и определения концентраций таких горючих и токсичных газов, как, например, H2, CO, C2H5OH, CnH2n+2, H2S, SO2, в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей, химической промышленностях, экологии и других отраслях деятельности

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения концентрации паров аммиака в атмосфере промышленных объектов и при экологическом контроле

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к полупроводниковым газовым датчикам для контроля токсичных газов

Изобретение относится к аналитическому приборостроению

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения концентрации паров ароматических углеводородов в атмосфере промышленных объектов и при экологическом контроле

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к конструкциям малогабаритных датчиков для измерения концентрации горючих газов в окружающей среде

Изобретение относится к области поиска перспективных материалов для пьезосорбционных химических сенсоров, используемых при контроле состава газообразных сред: например, окружающей воздушной среды - на предмет присутствия в ней тех или иных загрязнителей или газовых фаз, в частности диоксида серы
Наверх