RU2038590C1 - Sensor of ammonia concentration - Google Patents
Sensor of ammonia concentration Download PDFInfo
- Publication number
- RU2038590C1 RU2038590C1 SU5062964A RU2038590C1 RU 2038590 C1 RU2038590 C1 RU 2038590C1 SU 5062964 A SU5062964 A SU 5062964A RU 2038590 C1 RU2038590 C1 RU 2038590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ammonia
- sensor
- complexes
- dopant
- ammonia concentration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к аналитическим приборам, а именно к датчикам состава газа. The invention relates to analytical instruments, namely to gas composition sensors.
Предлагаемый датчик предназначен для определения концентрации аммиака в парогазовых средах и может быть использован в химической, нефтехимической, металлургической, электронной и других отраслях промышленности. The proposed sensor is designed to determine the concentration of ammonia in gas-vapor environments and can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, electronic and other industries.
Известен датчик концентрации аммиака, в котором чувствительный слой выполнен из полипиррола [1] При взаимодействии с аммиаком сопротивление полипиррола увеличивается пропорционально концентрации аммиака в газовой фазе. A known ammonia concentration sensor in which the sensitive layer is made of polypyrrole [1] When interacting with ammonia, the resistance of polypyrrole increases in proportion to the concentration of ammonia in the gas phase.
К недостаткам такого датчика относится его невысокие чувствительность и селективность к аммиаку. The disadvantages of such a sensor include its low sensitivity and selectivity to ammonia.
Известен датчик концентрации аммиака на основе полипиррола, содержащего тетрафторборатный ион [2] Этот датчик имеет те же недостатки, что и упомянутый ранее. A known ammonia concentration sensor based on polypyrrole containing tetrafluoroborate ion [2] This sensor has the same disadvantages as mentioned above.
Известен датчик концентрации аммиака на основе пленок полианилина, легированного никельсодержащими анионами [3]
К недостаткам такого датчика следует отнести его невысокие чувствительность и селективность по отношению к аммиаку.A known concentration sensor of ammonia based on polyaniline films doped with nickel-containing anions [3]
The disadvantages of such a sensor include its low sensitivity and selectivity with respect to ammonia.
Техническим эффектом изобретения является повышение чувствительности и селективности датчика к аммиаку в его смеси с другими газами. The technical effect of the invention is to increase the sensitivity and selectivity of the sensor to ammonia in its mixture with other gases.
Это достигается тем, что в датчике концентрации аммиака, включающем подложку, на которой расположены электроды и чувствительный слой на основе полианилина, содержащего легирующую добавку, в качестве легирующей добавки использованы комплексы переходных металлов или комплексы конденсированных ароматических соединений. This is achieved by the fact that in the ammonia concentration sensor including a substrate on which electrodes and a sensitive layer based on polyaniline containing a dopant are located, transition metal complexes or condensed aromatic complexes are used as the dopant.
В качестве легирующей добавки используют либо комплексы переходных металлов, например галогенидные, хлоридные или бромидные комплексы меди, ацетилацетонатные комплексы кобальта и железа, либо комплексы конденсированных ароматических соединений, например ализаринового красного С или пурпурина. Either transition metal complexes, for example, halide, chloride or bromide complexes of copper, acetylacetonate complexes of cobalt and iron, or complexes of condensed aromatic compounds, for example, alizarin red C or purpurine, are used as an alloying additive.
На чертеже представлен один из вариантов конструкции датчика концентрации аммиака. The drawing shows one of the design options for the concentration sensor of ammonia.
Датчик концентрации аммиака состоит из диэлектрической подложки 1, выполненной, например, из ситалла, сапфира или окисленного кремния, на поверхности которой расположены металлические (никель, золото) гребенкообразные электроды 2,3, поверх которых наносится слой сорбента 4. The ammonia concentration sensor consists of a
Принцип действия датчика основан на изменении электрофизических характеристик (сопротивление) слоя сорбента при его взаимодействии с аммиаком. The principle of operation of the sensor is based on a change in the electrophysical characteristics (resistance) of the sorbent layer during its interaction with ammonia.
Процесс изготовления датчика аммиака реализуется следующим образом. На отмытую в стандартном процессе (например, перекисно-аммиачном) подложку из ситалла, сапфира или окисленного кремния проводят напыление слоя металла (в качестве которого можно использовать Ni, Cr, Al, Au, Pt и т.п.). После этого методом фотолитографии и последующего химического или плазмохимического травления формируют конфигурацию электродов. Затем из раствора, содержащего анилин, гидрохлорид, соляную кислоту и воду, методом окислительной электрополимеризации наносят слой сорбента на всю поверхность подложки. Легирующие добавки вводят в чувствительный слой на основе полианилина либо непосредственно во время его электроосаждения на поверхность подложки, либо путем последующей обработки в кисловодном растворе, содержащем данную легирующую добавку. The manufacturing process of the ammonia sensor is implemented as follows. A metal layer (metal, which can be used as Ni, Cr, Al, Au, Pt, etc.) is sputtered onto a substrate of glass, sapphire or oxidized silicon washed in a standard process (for example, peroxide-ammonia). After this, the configuration of the electrodes is formed by photolithography and subsequent chemical or plasma-chemical etching. Then, from a solution containing aniline, hydrochloride, hydrochloric acid and water, a layer of sorbent is applied to the entire surface of the substrate by the method of oxidative polymerisation. Alloying additives are introduced into the sensitive layer based on polyaniline either directly during its electrodeposition on the surface of the substrate, or by subsequent processing in an acidic solution containing this alloying additive.
П р и м е р. С помощью датчиков, конструкция которых представлена на чертеже, выполненных на ситалловых подложках размером 7,5 х 5,0 мм, на поверхность которых нанесены золотые гребенкообразные электроды толщиной 0,25 мкм, с чувствительным слоем на основе полианилина, содержащего хлоридный комплекс меди в качестве легирующей добавки, проводили измерения сопротивления в режиме импульсной подачи 25 и 150 ррm аммиака и 150 ррm сероводорода в воздухе. Расстояние между соседними зубцами электродов и ширина электродов составляли 40 мкм. Необходимый уровень концентрации активных газов в газовой смеси задавали с помощью экспериментального стенда, реализованного по схеме динамического смесителя и позволяющего задавать в измерительной термостатируемой камере определенную концентрацию активных газовых компонентов. Электрофизические характеристики датчиков в режиме определения концентрации аммиака и сероводорода измеряли на постоянном токе с помощью цифрового вольтметра типа В7-27. PRI me R. With the help of sensors, the design of which is shown in the drawing, made on glass substrates measuring 7.5 x 5.0 mm, on the surface of which gold comb-shaped electrodes with a thickness of 0.25 μm are applied, with a sensitive layer based on polyaniline containing copper chloride complex as dopants, resistance measurements were carried out in the mode of pulsed supply of 25 and 150 ppm ammonia and 150 ppm hydrogen sulfide in air. The distance between adjacent teeth of the electrodes and the width of the electrodes was 40 μm. The required level of active gas concentration in the gas mixture was set using an experimental bench implemented according to the dynamic mixer scheme and allowing to set a specific concentration of active gas components in a thermostatic measuring chamber. The electrophysical characteristics of the sensors in the mode of determining the concentration of ammonia and hydrogen sulfide were measured in direct current using a digital voltmeter type B7-27.
При наличии в анализируемой смеси аммиака происходило резкое изменение измеряемых параметров датчика. При наличии в анализируемой смеси сероводорода изменений показаний датчика не наблюдалось. In the presence of ammonia in the analyzed mixture, a sharp change in the measured parameters of the sensor occurred. If there was a change in the sensor readings in the analyzed mixture of hydrogen sulfide, no sensor readings were observed.
Таким образом, предложенный датчик концентрации аммиака обладает следующими преимуществами:
более высокая чувствительность по отношению к аммиаку;
более высокая селективность по отношению к аммиаку.Thus, the proposed ammonia concentration sensor has the following advantages:
higher sensitivity to ammonia;
higher selectivity with respect to ammonia.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5062964 RU2038590C1 (en) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Sensor of ammonia concentration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5062964 RU2038590C1 (en) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Sensor of ammonia concentration |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2038590C1 true RU2038590C1 (en) | 1995-06-27 |
Family
ID=21613654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5062964 RU2038590C1 (en) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | Sensor of ammonia concentration |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2038590C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013040190A1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | The Research Foundation Of State University Of New York | Low concentration ammonia nanosensor |
RU175208U1 (en) * | 2017-01-23 | 2017-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" | Electrochemical Solid State Sensor |
RU2802867C1 (en) * | 2023-04-27 | 2023-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Ammonia vapor concentration sensor based on a thin film of polyaniline |
-
1992
- 1992-09-24 RU SU5062964 patent/RU2038590C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Заявка РСТ 85/00888, кл. G 01N 27/12, 1988. * |
2. Заявка Великобритании N 2176901, кл. G 01N 27/12, 1987. * |
3. Крутоверцев С.А., Сорокин С.И., Летучий Я.А. и др. Газовые сенсоры на основе проводящих полимеров для экологического мониторинга. Электронная техника, Сер.8 "Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания". М., 1991, вып. 4(146), с.55-57. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013040190A1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | The Research Foundation Of State University Of New York | Low concentration ammonia nanosensor |
US9541517B2 (en) | 2011-09-16 | 2017-01-10 | The Research Foundation For The State University Of New York | Low concentration ammonia nanosensor |
US10247689B2 (en) | 2011-09-16 | 2019-04-02 | The Research Foundation For The State University Of New York | Low concentration ammonia nanosensor |
RU175208U1 (en) * | 2017-01-23 | 2017-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" | Electrochemical Solid State Sensor |
RU2802867C1 (en) * | 2023-04-27 | 2023-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Ammonia vapor concentration sensor based on a thin film of polyaniline |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kuwana et al. | Electrochemical Studies Using Conducting Glass Indicator Electrodes. | |
Oyama et al. | Hydrogen ion selective microelectrode prepared by modifying an electrode with polymers | |
Flato | Renaissance in polarographic and voltammetric analysis | |
Shamsipur et al. | Development of a new fluorimetric bulk optode membrane based on 2, 5-thiophenylbis (5-tert-butyl-1, 3-benzexazole) for nickel (II) ions | |
EP0529668B1 (en) | Chemical sensor for carbon monoxide detection | |
Gaylor et al. | Polarographic oxidation of phenolic compounds | |
Sander et al. | Direct determination of uranium traces by adsorptive stripping voltammetry | |
Mi et al. | Determination of trace amount of Cu 2+ with a multi-responsive colorimetric and reversible chemosensor | |
RU2038590C1 (en) | Sensor of ammonia concentration | |
Khoo | Cathodic stripping voltammetric determination of ultratrace gold (III) at a bulk modified epoxy–graphite tube composite electrode in flow systems | |
Abu-Shawish et al. | A New chemically modified carbon paste electrode for determination of copper based on n, n′-disalicylidenehexameythylenediaminate copper (ii) complex | |
Ireland-Ripert et al. | Determination of methylmercury in the presence of inorganic mercury by anodic stripping voltammetry | |
Chen et al. | Flow‐injection potentiometric detection of metal ions based on tungsten oxide electrode | |
Naik et al. | Highly sensitive catalytic spectrophotometric determination of ruthenium | |
RU2133029C1 (en) | Ammonia concentration sensor | |
Formaro et al. | Capacitance measurements on platinum electrodes for the estimation of organic impurities in water | |
Ganjali et al. | Holmium (III)-selective fluorimetric optode based on N, N-bis (salicylidene)-naphthylene-1, 8-diamine as a neutral fluorogenic ionophore | |
US4990236A (en) | Thin film moisture sensing element | |
CA1316715C (en) | Thin film moisture sensing elements and process for the manufacture thereof | |
Sapel'nikova et al. | Preconcentration and voltammetric determination of nitro compounds on carbon-paste electrodes | |
Barendrecht et al. | Use of Four-Electrode Conductometry for the Automatic Determination of Carbon Dioxide and Ammonia in Concentrated Scrubbing Water of Coke Oven Gas | |
Ruan et al. | Catalytic stripping analysis: sensitivity enhancement for reciprocal derivative constant-current stripping determination of palladium in the presence of tin (II) during stripping | |
SU1185207A1 (en) | Method of detecting molecules in the atmosphere of unmeasured components | |
RU2172486C2 (en) | Gaseous ammonia sensor and method of its manufacture by means of metallocomplexes of porhyrins | |
Chan et al. | A glucose selective electrode based on calix [6] arene and application in a human serum assay |