ساخت و مشخصه یابی حسگر پتانسیلی بسیار حساس به گاز NO۲ مبتنی بر ماده مرکب K۲CO۳/Al۲O۳

NO۲ یکی از خطرناک ترین آلاینده های زیست محیطی است که حتی در غلظت های کم نیز باعث بروز بیماری های مهلکی نظیر سرطان می شود. سنجش غلظت این گاز در محدوده ppb یک چالش جدی برای محققان محسوب می شود. در کار حاضر، برای نخستین بار از ماده مرکب K۲CO۳/Al۲O۳ به عنوان الکترولیت جامد برای ساخت حسگر پتانسیلی جهت آشکارسازی این گاز در محدوده ppb در دمای اتاق استفاده شد. این ماده، طی یک روش آسان و ارزان به صورت شیمیایی سنتز شد و سپس درون قالب هایی بارگذاری شد تا سرامیک هایی به شکل مکعب مستطیل حاصل شوند. به منظور برقراری اتصالات الکتریکی خارجی، لایه ای از نانوذرات طلا روی لبه های بالایی سرامیک ها، به روش کندوپاش ایجاد شد. پاسخ های دینامیکی حسگر به غلظت های مختلف گاز NO۲ در محدوده ۱۵ الی ۱۵۰۰ ppb اندازه گیری شد و مشخص شد که تغییرات پاسخ پتانسیلی از رابطه نرنست پیروی می کند. حد تشخیص این حسگر برابر با ppb ۱۵ است که پایین تر از آستانه استاندارد تعیین شده برای محیط های صنعتی ایمن (ppb ۲۰۰) است. پاسخ حسگر (ΔV = Vgas – Vair که Vgas و Vair به ترتیب نمایانگر ولتاژ حسگر در معرض گاز و هوای تمیز هستند)، به ppb ۶۰ گاز NO۲ در دمای اتاق برابر با mV ۱۴ است. زمان های پاسخ و بازیابی برای تمام غلظت های مورد آزمایش کمتر از ۸۰ ثانیه ثبت شد؛ بنابراین حسگر فوق، گزینه ایده آلی برای کاربردهای مربوط به سنجش کیفیت هوا در دمای اتاق است.

کلیدواژه ها:

الکترولیت جامد ، نیرو محرکه الکتریکی ، حسگر پتانسیلی ، گاز NO۲ ، K۲CO۳/Al۲O۳