[发明专利]一种测量气体在敏感材料表面吸附焓的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量气体在敏感材料表面吸附焓的方法。具体涉及利用场效应晶体管的原理结合格雷厄姆（Grahame）方程的泰勒展开式，在气体浓度很低（0至100ppm）、温度在273K至1500K的条件下，通过测量流经敏感材料的电流与浓度、温度之间的关系，得到气体在敏感材料表面的吸附焓。

背景技术

吸附焓是一个特定的体系的基本表征，对研究吸附体系的平衡特性和动力学特征有重要意义。但是吸附焓的测量比较困难。常用的方法为通过Clausius-Clapyron方程计算、采用容积法测量、程序升温脱附法测量。

当气体在敏感材料表面吸附时，气体在敏感材料表面形成表面电势。表面电势改变敏感材料内部载流子的分布，引起流经敏感材料的电流的改变。电流可利用场效应晶体管的原理结合格雷厄姆（Grahame）方程的泰勒展开式描述，因而，通过测量电流与气体浓度、温度之间的关系计算气体在敏感材料表面的吸附焓。

发明内容

本发明目的在于，提供一种测量气体在敏感材料表面吸附焓的方法，该方法在气体浓度很低（0至100ppm）、温度在273K至1500K的条件下，通过测量流经敏感材料的电流，利用场效应晶体管的原理结合格雷厄姆（Grahame）方程的泰勒展开式，测量气体在敏感材料表面的吸附焓。

本发明所述的一种测量气体在敏感材料表面吸附焓的方法，该方法通过测量流经敏感材料的电流与温度、气体浓度的关系获得气体在敏感材料表面吸附焓,具体操作按下列步骤进行：

a、将敏感材料二氧化钛/石墨烯、二氧化钛、五氧化二钒、硅或氧化锌通过导线与电源、电流表相连，于温度273K-1500K条件下，当电流稳定，记录流经敏感材料的初始电流I₀；

b、于步骤a相应温度273K-1500K下，将体积浓度0-100ppm的气体二氧化氮，一氧化氮、氨气、乙醇或硫化氢通入装有敏感材料的腔室内，当电流稳定，记录通有气体时流经敏感材料的电流I_d；

c、利用场效应晶体管的原理结合格雷厄姆方程的泰勒展开式，根据通有气体时流经敏感材料的电流I_d与初始电流I₀与浓度、温度和敏感材料的禁带宽度的关系，获得气体在敏感材料表面的吸附焓ΔH。