丙酮气体传感器在众多领域中的重要作用

人人懂点高科技 20231014

随着社会的不断发展和人民生活水平的逐步提升，公众对于安全、健康以及环境保护的诉求日趋强烈。在诸多领域中，对低浓度丙酮气体的精准检测需求尤为突出。此时，氧化物半导体的优势就显而易见了。由于其具有高灵敏度、小体积、低能耗与成本、操作简易等特性，氧化物半导体在丙酮气体传感器应用中的发挥着举足轻重的作用。

丙酮物理性能为:分子量58,比重0.791,56.2℃,熔点一95.4℃,20C时蒸汽压24.1kPa,蒸汽相对密度2.0,闪点一 9.4℃(杯),爆炸极限2.5%-12.8%。常温时液态具挥发性,与水和其他有机剂完全混溶,无色.有特殊甜味。吸人高浓度(约 1000ppm),对鼻腔和咽喉有轻微的刺激,极高浓度下(大于10000ppm)可能造成头疼虚弱、困倦、恶心、酒醉感及呕吐。

丙酮在工业中有着广泛的应用。可以作为很多有机物质的良好溶剂,比如:石油、石蜡、树脂、橡胶、塑胶、油漆等。同时由于其价格便宜,又能与水混溶,也常用作萃取剂。另外,它在化学合成中又是一种重要的原料,可以用来合成甲基异丁基酮、异亚丙基丙酮醋酸、二酮醇等。此外,丙酮还是动物体物质代谢的一种产物,其浓度可以反映生物体的机体状况。机体中的丙酮浓度过高可以引起酮中毒。由此看来,对丙酮气体的检测很有必要性。此前对丙酮气体的定量检测方法主要有:气相或液相色谱法、分光光度计法、石英晶体微量秤法、光寻址电位传感器(LAPS)法叫和光纤传感器法圈等。这些检测方法检测成本比较昂贵,传感器的制备方法复杂。氧化物半导体气体传感器,由于其灵敏度高、响应快、体积小、能耗与成本低、操作简单等特点,广泛地应用在对各种目标气体的检测上。在最近几年里,国内外对丙酮半导体材料的研究取得了一些进展。

丙酮气体传感器可以在众多领域内发挥重要的作用。

一、丙酮气体传感器在工业及公共安全中的应用:

丙酮气体传感器可以监测环境中丙酮气体的泄漏,对于有可能造成的安全和人身健康方面的重大危害做出报警。

二、丙酮气体传感器在医学上的应用:

诊断和监测糖尿病和酮酸中毒症。糖尿病患者,脂肪酸氧化作用的速度增加,促使肝脏制造酮体,而丙酮是酮体代谢的最终产物,大量酮体产生时,体内的碱被消耗,造成酮酸中毒。血液中的丙酮通过多孔的血管壁,混于交换气体中,因此患者呼出气体中丙酮的浓度必定与血液中丙酮的浓度成正比，如图1所示。通过对人呼出气体中丙酮气体浓度的检测,可以起到诊断和监测病情的目的。