面向大气环境中低浓度臭氧检测的高性能气体传感器研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61703216
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The development of high performance O3 gas sensor has important environmental significance for atmospheric monitoring. Although some progress has been made in the study of O3 sensor, but there still have some technical problems need to be solved in order to achieve real-time monitoring of ozone at room temperature. In this project, we plan to manufacture high performance O3 gas sensor which can test O3 (ppb level) with h high sensitivity, high selective, high reliability and fast response at room temperature. For this purpose, the sensing materials and device structures are designed and optimized. The main research content of this project includes three aspects as below: The sensitivity and detection limit of O3 will improved, through the intensifying strategy with hierarchical nanostructure of the oxide semiconductor and doping modification; The selectivity of the sensor will improved by constructing metal oxide heterojunction and catalyst surface odification. UV sensitization and MEMS processing technology are used to modify the device structures, in order to make gas sensor which is operational at room temperature and is stable against changes in temperature and humidity. The implementation of this project not only provides a new method for improving the performance of ozone sensors, but also provide theoretical guidance and experimental basis for the potential application of ozone gas sensor.
研制面向大气环境中O3检测的高性能气体传感器对保护生态环境和人体健康具有非常重要的意义。尽管对O3传感器的研究取得了一定的进展,但要实现室温下对O3的实时监测仍有一些技术难题需要解决。本项目从敏感材料和器件结构两方面入手,对传感器进行设计与优化,实现在室温条件下对大气环境中ppb量级O3的高灵敏度、高选择性、高稳定性的快速检测。研究内容包括:(1)通过氧化物半导体分等级结构化及掺杂改性的增感策略提高传感器的灵敏度,降低检测下限;(2)通过构筑金属氧化物异质结及催化剂表面修饰方法改善传感器的选择性;(3)通过紫外增感及MEMS加工技术对器件结构进行改进,制作抗温湿度干扰、可在室温条件下使用的气体传感器。本项目的实施不仅为改进臭氧传感器性能提供了新方法,也将为O3气体传感器的潜在应用提供理论指导和实验基础。

结项摘要

本项目以面向大气环境中低浓度气体检测的敏感材料制备及高性能气体传感器研究为目标。由于气敏材料的颗粒度大小及形貌将会影响材料的识别功能、转换功能和敏感体利用效率。本项目通过水热/溶剂热、静电纺丝、超声喷雾及牺牲模板等方法制备敏感材料。研究前驱物浓度、表面活性剂种类、溶液pH值、水热时间和温度对复合材料的形貌、尺寸、比表面积、负载状态等微观结构的影响,研究复合材料的生长机理并对材料进行可控制备。另外,研究敏感材料的结构单元、组装形态与光散射性、电子传输和转移特性的关系,并制作出针对于大气环境ppb量级检测的新型气体传感器。本项目的实施不仅为改进气体传感器性能提供了新方法,也将为其他高性能气体传感器构筑提供理论指导和实验基础。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Fabrication of ZnO@CeO2 core-shell hetero-structural nanofibers and enhanced gas sensing performance for acetone
ZnO@CeO2核壳异质结构纳米纤维的制备及其增强丙酮气敏性能
  • DOI:
    10.1142/s1793604720500137
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
    FUNCTIONAL MATERIALS LETTERS
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Diao, Quan;Yin, Yuna;Xu, Xiumei
  • 通讯作者:
    Xu, Xiumei
Highly sensitive ethanol sensor based on Ce-doped WO3 with raspberry-like architecture
基于具有覆盆子结构的 Ce 掺杂 WO3 的高灵敏度乙醇传感器
  • DOI:
    10.1088/2053-1591/abcabf
  • 发表时间:
    2020-11-01
  • 期刊:
    MATERIALS RESEARCH EXPRESS
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Diao, Quan;Yin, Yuna;Jiao, Mingli
  • 通讯作者:
    Jiao, Mingli
Efficient CuInS2/ZnS based quantum dot light emitting diodes by engineering the exciton formation interface
通过设计激子形成界面制备高效 CuInS2/ZnS 基量子点发光二极管
  • DOI:
    10.1016/j.jlumin.2018.05.063
  • 发表时间:
    2018-10-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF LUMINESCENCE
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Huang, Xia;Yu, Rongmei;Zhang, Dandan
  • 通讯作者:
    Zhang, Dandan
Hole transport layer selection toward efficient colloidal PbS quantum dot solar cells
高效胶体 PbS 量子点太阳能电池的空穴传输层选择
  • DOI:
    10.1364/oe.27.0a1338
  • 发表时间:
    2019-09-30
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yang, Gang;Zhu, Yongsheng;Lu, Zhiwen
  • 通讯作者:
    Lu, Zhiwen
Highly sensitive fluorescent sensing for intracellular glutathione based on Ti3C2 quantum dots
基于Ti3C2量子点的细胞内谷胱甘肽高灵敏荧光传感
  • DOI:
    10.1007/s10854-019-02682-2
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Journal of Materials Science: Materials in Electronics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiumei Xu;Haijiao Zhang;Quan Diao;Yongsheng Zhu;Gang Yang;Benyuan Ma
  • 通讯作者:
    Benyuan Ma

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其他文献

从理论角度看醒脑开窍法取穴及针刺依据
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    徐秀梅
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  • 作者:
    徐秀梅;张新华;王汉杰
  • 通讯作者:
    王汉杰

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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