金属矿山

作者：陈享享,刘天豪,欧阳云飞,黄世毅,张朝阳,罗盛葳,陈润萱,林修合

单位：福州大学紫金地质与矿业学院,福建 福州 350108

关键词：甲烷检测,金属氧化物半导体,气体传感器,气敏材料,煤矿安全,

基金：国家自然科学基金项目(编号:52004069);福州大学人才基金项目(编号:GXRC-20022);福州大学 SRTP 项目(编号:28205)。

瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。 甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。 金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学式等气体传感器,具有成本低、体积小、稳定性好和响应快等优点,因此应用前景广泛。 介绍了几种常见的金属氧化物半导体甲烷气敏材料,分析其用于甲烷气体传感的基本原理和优势,总结得出提升金属氧化物半导体材料气敏性能的 3 个主要方向为形貌调控、贵金属掺杂和构建异质结。 目前需要进一步围绕表面电阻控制、化学敏化和电子敏化等 3 种气敏提升机制进行优化制备。 总体而言,金属氧化物半导体气敏材料的研究为开发高性能瓦斯传感器奠定了基础,并将有助于矿山的安全和可持续生产。

来源：2023年第11期

《金属矿山》期刊编辑部

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