Особливості детектування відновлювальних газів сенсорами на основі In2O3 i SnO2 у вологій атмосфері

Abstract

В роботі досліджена взаємодія газових сенсорів на основі діоксиду слова та оксиду індію з чадним газом і метаном у вологій атмосфері. Показано, що наявність вологи чинить сильний вплив на провідність сенсорів, а також на кореляцію між його чутливістю та каталітичною активністю, причому ці результати є спільними для різних оксидів та відновлювальних газів. В роботі запропоновано механізм взаємодії газів-відновників з поверхнями оксидів у вологій атмосфері. В результаті теоретичних розрахунків, що були виконані на основі теорії функціонала електронної густини (DFT), на поверхні оксидів виділені гідроксильні групи двох типів, які по-різному впливають на провідність та чутливість сенсора при його взаємодії з відновлювальними газами. Запропонована модель знаходить експериментальне підтвердження при сумісному вимірі каталітичної активності та чутливості, що проводились для розглянутих оксидів. The interaction of gas sensors based on word dioxide and indium oxide with carbon monoxide and methane in a humid atmosphere is investigated. It has been shown that the presence of moisture has a strong effect on the conductivity of sensors, as well as on the correlation between its sensitivity and catalytic activity, and these results are common to different oxides and reducing gases. The mechanism of interaction of reducing gases with oxide surfaces in a humid atmosphere is proposed in the work. As a result of theoretical calculations performed on the basis of the theory of the electron density functional (DFT), hydroxyl groups of two types, which differently affect the conductivity and sensitivity of the sensor when it interacts with renewable gases. The proposed model finds experimental confirmation in the joint measurement of catalytic activity and sensitivity, which were carried out for the considered oxides.