СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЗОНА В ВОЗДУХЕ В ПРИСУТСТВИИ ХЛОРА И ОКИСЛОВ АЗОТА Российский патент 1997 года по МПК G01N27/00 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может найти применение для определения концентрации озона в приповерхностном слое Земли, в верхних слоях атмосферы, в медицинской технике, при очистке питьевой воды, в промышленной технологии, а также в сельском хозяйстве.

Известен способ определения озона с помощью полупроводниковых оксидов металлов, нанесенных на диэлектрическую подложку [1]
Однако этот способ не позволяет достичь высокой чувствительности и селективности к озону. Рабочие температуры таких сенсоров составляют 370^oC и выше.

Наиболее близким является способ [2] согласно которому на подложку из оксида алюминия, снабженную Pt контактами и Pt нагревателем наносят последовательно слои оксида индия, оксида железа (3-6 мол.) и оксида кремния и формируют пленку при 500^oC в течение 2 ч.

Наилучшая чувствительность к озону достигается при 370^oC. Изменение концентрации озона на три порядка по данным работы [2] приводит к изменению сопротивления пленки на порядок.

Недостатками способа являются высокая рабочая температура сенсора, низкая разрешающая способность к озону и недостаточная селективность к другим окислительным газам.

Изобретение позволяет снизить рабочую температуру сенсора до 170-200^oC, резко повысить чувствительность к озону (в 30-50 раз) и поднять селективность в отношении хлора в 100 раз.

Сущность изобретения состоит в том, что на подложку из поликора, снабженную Pt нагревателем и Pt контактами, наносят методом толстопленочной технологии смесь оксида индия с 3-6 мол. оксида железа в виде γ - модификации и формируют пленку в течении 1 ч при 300-350^oC, так как при температуре выше 400^oC g модификация оксида железа переходит в a - форму. Наибольшая чувствительность к озону проявляется при 170-200^oC.

Согласно изобретению, при помещении сенсора в измеряемую среду без содержания в ней озона, хлора и окислов азота на измерительном приборе устанавливается начальное значение сопротивления пленки. При введении озона, хлора, окислов азота в смеси с воздухом происходит изменение сопротивления пленки пропорционально их концентрации.

Изобретение иллюстрируется примерами, представленными в табл. 1-3.

Таким образом способ позволяет снизить рабочую температуру сенсора до 170-200^oC, повысить его чувствительность к озону (30-50 раз) и тем самым повысить разрешающую способность сенсорного устройства, а также его селективность в присутствии других окислительных газов, таких как хлор и окислы азота.

Использование: аналитическое приборостроение, медицина, очистка питьевой воды, промышленная технология, для определения концентрации озона в приповерхностном слое Земли и в верхних слоях атмосферы. Сущность изобретения: чувствительный слой работает при 170-200^oC и содержит оксид индия и оксид железа в виде γ - модификации (структура шпинели) в количестве 3-6 мол.%. 3 табл.

Способ определения озона в воздухе в присутствии хлора и окислов азота, включающий измерение электропроводности пленки оксида индия с добавкой 3 6 мол. оксида железа, нанесенной на диэлектрическую подложку, отличающийся тем, что измерения ведут при 170 220^oС, а в качестве оксида железа используют γ -модификацию оксида железа со структурой типа шпинели.