二氧化硫氣體傳感材料的研究進展

張宇杰 陳世桐 黃宣霖 陳 華 陳廣學 姚 琛

(1. 湛江電力有限公司，廣東 湛江 524099;2. 東南大學 化學化工學院，江蘇 南京 211189)

隨著國民經濟和工業化迅速發展，空氣污染已成為我國面臨的重要問題之一。環境中常見的有毒氣體包括NH3、CO、CH3OH、NO、NO2、H2S、SO2等，這些氣體通常由化學和天然氣工業、發電廠排放。煤炭仍是全球電力生產的最大燃料來源，約占 40%的全球能源生產，燃煤鍋爐排出的空氣污染物對人類健康和生態系統造成很大威脅。美國環境保護局2018年列為“有害空氣污染物”的187個化合物中，燃煤發電廠排放氣中占84個[1]。燃煤煙氣中的典型空氣污染物是SO2、NOx、痕量重金屬、顆粒物質等。 SO2和NOx是酸雨和光化學煙霧的主要前體。

氣體傳感器在環境持續監測中起著重要作用。不少氣體傳感器已在市場上得到廣泛應用，如制造業通過氣體傳感器來檢測和防止其生產和存儲過程中的泄漏。氣體傳感器的檢測原理包括光學、電化學、電導率、電位法、直流電阻、循環伏安法，以及表面聲波等。與光學、聲學和氣相色譜法等氣體檢測技術相比，電化學傳感是環境氣體監測最受關注的技術[2, 3]。電化學檢測具有高分辨率的低能量線性輸出、良好的選擇性和可重復性、高精度ppm級檢測、低成本易構造等優點。在最近幾十年的研究中，電化學傳感器通常由多種功能材料制成，如基于半導體金屬氧化物及其復合納米材料被廣泛用于氣體傳感器構造中，此類氣體傳感器具有良好的電學性能、高的熱穩定性和化學穩定性、高選擇性、可重復性，以及快速響應和回收的傳感特性。……