，放入清洗液中超聲清洗40min，清洗液為體積比為3:1的98%濃硫酸和40%雙氧水;取出硅片襯底用去離子水沖洗干凈，再放入氫氟酸中浸泡I Omin，再依次用丙酮、乙醇、去離子水分別超聲清洗20min ；
[0152]②采用電化學(xué)法腐蝕硅片，配制腐蝕液，腐蝕液為體積比1:3的氫氟酸(40%)和去離子水的混合液，腐蝕電流為25mA/cm2，腐蝕時(shí)間為lh，在硅片襯底表面形成大小1.5cmXIcm的多孔硅區(qū)域；
[0153]③將硅片襯底放入磁控濺射儀中，在其多孔硅區(qū)域表面蒸鍍一層鎢膜，厚度為200nm，然后將硅片襯底放入管式爐中，密封常壓下通入氮?dú)猓肅VD法450°C生長(zhǎng)氧化鎢納米線；
[0154]④使用磁控濺射法在多孔硅區(qū)域上制作兩個(gè)圓點(diǎn)狀的Au電極，所述Au電極的直徑為1mm，厚度為I OOnm。
[0155]所述數(shù)據(jù)讀取模塊通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)送至設(shè)置于所述檢測(cè)裝置內(nèi)部的控制器模塊，所述控制器模塊通過(guò)無(wú)線通信模塊和GPRS模塊通信，并將由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的數(shù)據(jù)值傳輸至檢測(cè)數(shù)據(jù)基站；
[0156]進(jìn)一步的，所述自供能感測(cè)元件還設(shè)置有一個(gè)氣體識(shí)別模塊，所述氣體識(shí)別模塊通過(guò)導(dǎo)線和所述數(shù)據(jù)讀取模塊連接，所述氣體識(shí)別模塊主要由外殼體和與外殼體拆卸式連接的氣體檢測(cè)構(gòu)件構(gòu)成，所述氣體檢測(cè)構(gòu)件由擴(kuò)散控制膜層、指示載體粉末和玻璃管構(gòu)成；所述氣體檢測(cè)構(gòu)件的制備步驟如下:
[0157]S1:載體的處理與活化:將篩分好的硅膠載體(90?100目)置于在600°C馬弗爐中煅燒2h，冷卻后，裝瓶待用；
[0158]S2:指示載體的制備:量取一定量的原始液放入一容器中，倒入一定量的活化載體，邊加邊攪拌，直至混合均勻，上層清液較少為止。在空氣中自然干燥后，裝入密閉容器中待用；
[0159]S3:玻璃管的準(zhǔn)備:遴選內(nèi)徑均勻、透明度好的玻璃管(規(guī)格為ID2.0mm X0D4.0mm)，截取成長(zhǎng)度為30mm的玻璃管若干段，用砂紙將兩側(cè)打毛，然后依次用肥皂水、清水、蒸餾水將玻璃管清洗干凈，晾干待用；
[0160]S4:擴(kuò)散控制膜的準(zhǔn)備:采用0.5_厚的聚酯膜作為擴(kuò)散控制膜，待聚脂膜干燥后，用模具沖壓成外徑為2.0mm的圓形薄膜；
[0161]S5:氣體識(shí)別模塊的裝配:將擴(kuò)散控制膜用粘合劑粘合到玻璃管的一側(cè)，然后稱取一定量指示載體粉末慢慢裝入玻璃管內(nèi)至玻璃管無(wú)空隙，平整后粘合另一側(cè)擴(kuò)散控制膜。
[0162]測(cè)試數(shù)據(jù):
[0163]所制得器件中，染料敏化太陽(yáng)能電池的對(duì)電極上碳納米管的長(zhǎng)度約為9μ??，氣體傳感器中多孔硅的孔徑約30?70nm;測(cè)試時(shí)，將該器件放入Im3的不透光密閉測(cè)試容器，取I OOmW/cm2的氙燈光源模擬太陽(yáng)光，分別向測(cè)試容器中通入不同濃度的NO2氣體。
[0164]氣體的靈敏度用下式表示:1?% = (1()±1*/1())\100%，式中，在光源功率不變的情況下，1為沒(méi)有通入N02時(shí)器件中的電流大小，It為通入N02測(cè)試氣體時(shí)器件中的電流大小。
[0165]測(cè)試得到，染料敏化太陽(yáng)能電池的最優(yōu)轉(zhuǎn)化效率約11.7%，測(cè)試重復(fù)2000次后發(fā)現(xiàn)，染料敏化太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率下降到9.1%,重復(fù)性好；當(dāng)氣體傳感器工作溫度約40°C時(shí)，其對(duì)氣體的選擇性和靈敏度均表現(xiàn)最佳，其中，對(duì)N O 2氣體的探測(cè)極限為14 P P m，對(duì)10ppm的NO2，靈敏度為67，響應(yīng)時(shí)間15s;對(duì)NH3氣體的探測(cè)極限為25ppm，對(duì)10ppm的NH3，靈敏度達(dá)36，響應(yīng)時(shí)間23s。
[0166]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于自供能檢測(cè)的戶外燃?xì)忮仩t，其特征在于:所述燃?xì)忮仩t外部表面安裝檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置基于自供能感測(cè)元件，并且還包括數(shù)據(jù)讀取模塊和氣體識(shí)別模塊;該自供能感測(cè)元件包括染料敏化太陽(yáng)能電池模塊(13)和氣體傳感器模塊(23);所述染料敏化太陽(yáng)能電池模塊(13)包括對(duì)電極、光陽(yáng)極以及填充于所述對(duì)電極和光陽(yáng)極之間的電解液(30)，所述對(duì)電極包括不銹鋼基底(10)、緊鄰不銹鋼基底(10)的導(dǎo)電催化層(20)、設(shè)置于所述導(dǎo)電催化層(20)上的碳納米管(50)，所述光陽(yáng)極包括ITO導(dǎo)電玻璃基底(40)和位于ITO導(dǎo)電玻璃基底(40)上的T12粒子和染料分子層(60)，所述T12粒子的粒徑約145nm，所述對(duì)電極上碳納米管(50)的長(zhǎng)度為7μπι;所述氣體傳感器模塊(23)包括硅片襯底(11)、氧化鎢納米線(32)和Au電極(31)，所述硅片襯底(11)的表面上腐蝕有多孔硅區(qū)域(21)，所述多孔硅區(qū)域的表面蒸鍍有一層氧化鎢膜與多孔硅一起作為檢測(cè)氣體的復(fù)合敏感材料，所述多孔硅的孔徑為10?90nm;所述染料敏化太陽(yáng)能電池模塊(13)和氣體傳感器模塊(23)設(shè)置于表面有一直徑為0.5cm的進(jìn)氣孔(53)的規(guī)格為5cmX5cmX Icm的鋁制的長(zhǎng)方體框架(43)內(nèi)，所述染料敏化太陽(yáng)能電池模塊(13)通過(guò)粘合劑粘合至所述框架(53)的外表面，并使光陽(yáng)極朝上，所述氣體傳感器模塊(23)、數(shù)據(jù)讀取模塊(33)設(shè)置于所述框架(53)內(nèi)部，所述染料敏化太陽(yáng)能電池模塊(13)、所述氣體傳感器模塊(23)和數(shù)據(jù)讀取模塊(33)通過(guò)導(dǎo)線連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)忮仩t，其特征在于， 所述染料敏化太陽(yáng)能電池模塊(13)的制作包括如下步驟: S1:對(duì)電極制備:①選用厚度為0.3mm的規(guī)格為5cm X 5cm的不銹鋼基底(10)，用砂紙拋光，經(jīng)過(guò)丙酮、乙醇、去離子水依次超聲清洗;②利用磁控濺射法在不銹鋼基底(10)上鍍金屬Cr膜和Ni膜形成導(dǎo)電催化層(20)，所述Cr膜的厚度為300nm，所述Ni膜的厚度為15nm;③利用CVD法，CH4為碳源，Ni為催化劑，生長(zhǎng)碳納米管； S2:光陽(yáng)極的制備:①分別取無(wú)水乙醇50ml、乙二醇胺2ml，在50°C水浴中攪拌使其充分混合，在混合溶液中加入鈦酸丁酯9ml，繼續(xù)在水浴中攪拌Ih，然后加入無(wú)水乙醇1ml，在水浴中攪拌Ih，靜置12h，得到T12溶液，將其過(guò)濾，干燥;②取5g步驟①中干燥的Ti02粒子、I Oml乙醇、2ml乙酰丙酮混合，放入研缽中研磨充分，制得Ti02楽料;③取步驟②中的適量的T12漿料刮涂在清洗后的規(guī)格為5cmX 5cm的ITO導(dǎo)電玻璃基底(40)上，經(jīng)過(guò)110°C下處理2h，然后將其浸漬在N719的乙醇溶液中6h，S卩得光陽(yáng)極； S3:電解液配制:0.5M碘化鋰、0.06M碘、0.1M 4-叔基吡啶和0.3M 1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽，溶劑為體積比1:1的乙腈和丙烯碳酸脂混合液； S4:組裝:將對(duì)電極覆蓋在光陽(yáng)極上，兩者之間形成50μπι的空腔，邊緣利用絕緣體封裝，將電解液(30)注入到空腔中，形成染料敏化太陽(yáng)能電池模塊(13); 所述氣體傳感器模塊(23)的制備包括以下步驟: ①切割娃片襯底(11)尺寸至2cmX 2cm，放入清洗液中超聲清洗40min，清洗液為體積比為3:1的98%濃硫酸和40 %雙氧水;取出硅片襯底(11)用去離子水沖洗干凈，再放入氫氟酸中浸泡I Omin，再依次用丙酮、乙醇、去離子水分別超聲清洗20min ； ②采用電化學(xué)法腐蝕硅片，配制腐蝕液，腐蝕液為體積比1:3的氫氟酸(40%)和去離子水的混合液，腐蝕電流為45mA/cm2，腐蝕時(shí)間為Ih，在娃片襯底(11)表面形成大小1.5cm XIcm的多孔硅區(qū)域(21); ③將硅片襯底(11)放入磁控濺射儀中，在其多孔硅區(qū)域(21)表面蒸鍍一層鎢膜，厚度為200nm，然后將硅片襯底(11)放入管式爐中，密封常壓下通入氮?dú)猓肅VD法450°C生長(zhǎng)氧化媽納米線； ④使用磁控濺射法在多孔硅區(qū)域(21)上制作兩個(gè)圓點(diǎn)狀的Au電極(31)，所述Au電極(31)的直徑為1mm，厚度為10nm0 所述數(shù)據(jù)讀取模塊(33)通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)送至設(shè)置于所述檢測(cè)裝置內(nèi)部的控制器模塊，所述控制器模塊通過(guò)無(wú)線通信模塊和GPRS模塊通信，并將由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的數(shù)據(jù)值傳輸至檢測(cè)數(shù)據(jù)基站； 進(jìn)一步的，所述自供能感測(cè)元件還設(shè)置有一個(gè)氣體識(shí)別模塊(70)，所述氣體識(shí)別模塊(70)通過(guò)導(dǎo)線和所述數(shù)據(jù)讀取模塊(33)連接，所述氣體識(shí)別模塊(70)主要由外殼體(71)和與外殼體(71)拆卸式連接的氣體檢測(cè)構(gòu)件(72)構(gòu)成，所述氣體檢測(cè)構(gòu)件(72)由擴(kuò)散控制膜層(73)、指示載體粉末(74)和玻璃管(75)構(gòu)成;所述氣體檢測(cè)構(gòu)件(72)的制備步驟如下: S1:載體的處理與活化:將篩分好的硅膠載體(90?100目)置于在600°C馬弗爐中煅燒2h，冷卻后，裝瓶待用； 52:指示載體的制備:量取一定量的原始液放入一容器中，倒入一定量的活化載體，邊加邊攪拌，直至混合均勻，上層清液較少為止。在空氣中自然干燥后，裝入密閉容器中待用； 53:玻璃管的準(zhǔn)備:遴選內(nèi)徑均勻、透明度好的玻璃管(規(guī)格為ID2.0mmX 0D4.0mm)，截取成長(zhǎng)度為30mm的玻璃管若干段，用砂紙將兩側(cè)打毛，然后依次用肥皂水、清水、蒸餾水將玻璃管清洗干凈，晾干待用； S4:擴(kuò)散控制膜的準(zhǔn)備:采用0.5mm厚的聚酯膜作為擴(kuò)散控制膜，待聚脂膜干燥后，用模具沖壓成外徑為2.0mm的圓形薄膜； S5:氣體識(shí)別模塊的裝配:將擴(kuò)散控制膜用粘合劑粘合到玻璃管的一側(cè)，然后稱取一定量指示載體粉末慢慢裝入玻璃管內(nèi)至玻璃管無(wú)空隙，平整后粘合另一側(cè)擴(kuò)散控制膜。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于自供能檢測(cè)的戶外燃?xì)忮仩t，通過(guò)在燃?xì)忮仩t外部表面安裝檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置基于自供能感測(cè)元件，并且還包括數(shù)據(jù)讀取模塊和氣體識(shí)別模塊；自供能感測(cè)元件包括染料敏化太陽(yáng)能電池模塊和氣體傳感器模塊，染料敏化太陽(yáng)能電池模塊作為氣體傳感器模塊的工作電源，產(chǎn)生自供能的效果，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)忮仩t工作環(huán)境中有害氣體的快速檢測(cè)，靈敏度高，重復(fù)性高。
【IPC分類】F24H1/00, H01G9/20, F22B1/22, G01N33/00, H01G9/042
【公開(kāi)號(hào)】CN105551803
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610021667
【發(fā)明人】肖小玉
【申請(qǐng)人】肖小玉
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日