[发明专利]铂钯掺杂CNT、掺杂CNT传感器的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种铂钯掺杂CNT、掺杂CNT传感器的制备方法及应用，通过本发明提供的铂钯掺杂CNT、掺杂CNT传感器的制备方法可以制备得到铂钯掺杂CNT以及铂钯掺杂CNT传感器，增强了CNT对SF₆分解组分的吸附能力和反应能力，并且制备得到的铂钯掺杂CNT以及铂钯掺杂CNT传感器对SF₆分解组分中的SO₂和SOF₂有特异性识别能力，在将其用于检测SF₆分解组分中SO₂和SOF₂的浓度时，具有高灵敏度和高准确性。

技术领域

本发明涉及新型碳纳米管材料制备领域和气体检测应用技术领域，更具体地说，涉及一种铂钯掺杂CNT、掺杂CNT传感器的制备方法及应用。

背景技术

SF₆是一种极为惰性的气体，它是由六个F原子围绕中心S原子所构成的，该气体在室温下化学性质稳定，且无色、无味、无毒。此外，SF₆具有强电负性，是一种绝缘强度很高的气体，具有良好的灭弧性能。因此SF₆气体经常作为高压设备中的绝缘介质，为电气绝缘设备的安全稳定运行提供保障，SF₆气体在电力系统中起着举足轻重的作用。

如今，SF₆气体绝缘封闭组合电器(Gas Insulated Switchgear，简称GIS)在高压乃至超高压输配电系统中得到广泛应用。GIS是内部封装有高压电器元件的金属筒状开关设备，其中SF₆作为绝缘介质注入接地金属筒中，对内部开关设备起着绝缘和灭弧的作用。然而，在实际的设备制造和装配过程中，GIS内部不可避免的一些绝缘缺陷，例如毛刺、污秽、金属颗粒、设备老化或设备检修带入的杂质等，使得绝缘设备在长期运行过程中产生绝缘故障。随着GIS应用的日益普及，其内部潜在的绝缘故障无疑是电力系统安全运行的重大隐患，严重威胁社会经济的稳定发展和人民生活的安定祥和。因此，必须采取相应措施检测GIS的潜在故障、评估SF₆绝缘设备的运行状态，从而降低电力事故发生率。历年来的GIS故障数据表明，在绝大多数绝缘故障发生前，SF₆绝缘设备内部均存在局部放电(PartialDischarge，PD)现象。导致PD的绝缘缺陷包括金属突出物、气隙及金属污秽等。SF₆在长期的PD环境下会分解为极不稳定的低氟硫化物(SF_n，n＝1～5)。通常情况下，SF_n与环境中的F原子碰撞时，能够恢复为SF₆分子；但当设备中存在H₂O和O₂时，SF_n会进一步发生反应，生成SO₂、SOF₂、和SO₂F₂等一系列分解组分。

大量的研究表明，SF₆的分解组分不仅会恶化SF₆气体的绝缘性能、影响设备运行状态，还会促进SF₆的分解，加速进而引发严重的绝缘故障，危害电力系统的运行状态；其次，SF₆分解组分的浓度和种类与设备中PD的严重程度有着紧密的关系。因此，通过分析SF₆绝缘设备中分解组分的浓度和产气速率等参数，可有效地评估设备的绝缘故障及其严重程度。

目前，多采用气体检测管法来检测SF₆绝缘设备中分解组分的浓度，然而，目前的商业气体检测管仅能实现常见气体的气敏检测，尚未问世针对多种SF₆分解组分的检测管，如SOF₂气体检测管。所以后面又提出了可以使用纳米传感器进行气体检测，但是并未提及使用何种纳米传感器实现对SF₆分解组分的检测，尤其是并未提及使用何种纳米传感器对SF₆绝缘设备中SF₆分解组分中SO₂和SOF₂的浓度进行检测。

发明内容