Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Сенсоры 9
1.1.1. Типы сенсоров 9
1.1.2. Каталитические сенсоры 9
1.1.3. Полупроводниковые сенсоры 10
1.1.4. Электрохимические сенсоры 13
1.1.4.1. Потенциометрические сенсоры 14
1.1.4.1. Амперометрические сенсоры 16
1.1.5. Сенсоры сероводорода: химические процессы и конструкции 17
1.1.5.1. Полупроводниковые сенсоры сероводорода 17
1.1.5.2. Электрохимические сенсоры сероводорода 24
1.1.6. Выводы 29
1.2. Основные компоненты электрохимических сенсоров 30
1.2.1. Твердые электролиты 30
1.2.1.1. Классификация твердых электролитов 31
1.2.1.2. Электролиты с проводимостью по натрию 31
1.2.2. Типы электродов сравнения 34
1.2.2.1. Электроды сравнения в твердотельных ячейках 37
1.2.2.2. Твердотельные электроды сравнения 38
1.2.2.3. Оксидные бронзы как электроды сравнения 38
1.2.2.4. Натрий-вольфрамовые бронзы 41
1.2.2.4.1. Химические свойства и структура 41
1.2.2.4.2. Проводимость 42
1.2.2.4.3. Состояние поверхности 44
1.3. Рабочие электроды на основе халькогенидных полупроводников 49
1.3.1. Халькогенидные материалы в сенсорах 49
1.3.2. Взаимодействие халькогенидов с активными газами 50
1.3.3. Окисление поверхности сульфида свинца на воздухе и в кислороде. 52
1.3.4. Окисление в жидких средах 57
2. Экспериментальная часть 59
2.1. Конструкция сенсора 59
2.2. Синтез исходных веществ 60
2.2.1. Натриевые оксидные бронзы 60
2.2.2. Натрий проводящие твердые электролиты 62
2.2.2.1. Синтез Na5GdSi40i2 62
2.2.2.2. Синтез Na3Zr2Si2P0i2 64
2.2.3. Полупроводниковые сульфиды 66
2.3. Методы исследований 68
2.3.1. Рентгенофазовый анализ 68
2.3.2. Сканирующая электронная микроскопия 69
2.3.3. Сканирующая туннельная микроскопия 69
2.3.4. Рентгеновская фотоэлектронная и Ожэ-электронная спектроскопия 69
2.3.5. Импедансная спектроскопия 72
2.3.6. Вольтамперометрия 73
2.3.7. Потенциометрические измерения сенсорных характеристик 74
2.3.8. Исследование адсорбции 76
2.3.9. Термогравиметрический и дифференциально-термический анализ 78
3. Электроды сравнения на основе оксидных бронз 79
3.1. Сравнительная характеристика устойчивости бронз в различных атмосферах 79
3.2. Натрий-вольфрамовые бронзы 82
3.2.1. Структура и термодинамические параметры бронз 82
3.2.2. Электронная и ионная составляющие проводимости 86
3.2.3. Состояние поверхности NaxW03 91
3.2.4. Релаксационные процессы на границах с натрийпроводящими твердыми электролитами 97
3.2.5. Диффузионные процессы на границах с натрийпроводящими твердыми электролитами 103
3.2.6. Влияние состава твердого электролита на поведение границ NaxW03/Na+-SE 106
3.2.7. Стабильность 107
4. Рабочие электроды на основе PbS 110
4.1. Методы получения границ PbS / Na+-SE 110
4.2. Морфология поверхности PbS, осажденного HaNASICON 110
4.3. Адсорбция газов на поверхности PbS 114
4.4. Влияние газов на состояние поверхности 118
4.5. Взаимодействие газов с границами PbS /Nasicon 120
5. Сенсорные характеристики 123
5.1. Влияние халькогенидных рабочих электродов 123
5.2. Влияние твердого электролита 125
5.3. Влияние способа нанесения PbS 127
5.4. Анализ релаксации потенциала 133
5.5. Влияние примесей на чувствительность сенсора к сероводороду 136
Выводы 137
Список использованной литературы 139
