割娃片襯底尺寸至2cmX2cm，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39mA/cm2，腐蝕時(shí)間為1.4h，在硅片襯底表面形成大小1.5cmX Icm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)?，利用CVD法450°C生長氧化鎢納米線；
[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)讀取模塊通過無線通信模塊發(fā)送至設(shè)置于所述檢測裝置內(nèi)部的控制器模塊，所述控制器模塊通過無線通信模塊和GPRS模塊通信，并將由所述檢測裝置檢測到的數(shù)據(jù)值傳輸至檢測數(shù)據(jù)基站；
[0156]進(jìn)一步的，所述自供能感測元件還設(shè)置有一個(gè)氣體識別模塊，所述氣體識別模塊通過導(dǎo)線和所述數(shù)據(jù)讀取模塊連接，所述氣體識別模塊主要由外殼體和與外殼體拆卸式連接的氣體檢測構(gòu)件構(gòu)成，所述氣體檢測構(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)至玻璃管無空隙，平整后粘合另一側(cè)擴(kuò)散控制膜。
[0162]測試數(shù)據(jù):
[0163]所制得器件中，染料敏化太陽能電池的對電極上碳納米管的長度約為9μ??，氣體傳感器中多孔硅的孔徑約30?70nm;測試時(shí)，將該器件放入Im3的不透光密閉測試容器，取I OOmW/cm2的氙燈光源模擬太陽光，分別向測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為沒有通入N02時(shí)器件中的電流大小，It為通入N02測試氣體時(shí)器件中的電流大小。
[0165]測試得到，染料敏化太陽能電池的最優(yōu)轉(zhuǎn)化效率約11.7%，測試重復(fù)2000次后發(fā)現(xiàn)，染料敏化太陽能電池轉(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)，其對氣體的選擇性和靈敏度均表現(xiàn)最佳，其中，對N O 2氣體的探測極限為14 P P m，對10ppm的NO2，靈敏度為67，響應(yīng)時(shí)間15s;對NH3氣體的探測極限為25ppm，對10ppm的NH3，靈敏度達(dá)36，響應(yīng)時(shí)間23s。
[0166]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(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)】
1.一種具有高重復(fù)性檢測功能的加油站油罐，其特征在于:所述加油站油罐外部表面安裝檢測裝置，該檢測裝置基于自供能感測元件，并且還包括數(shù)據(jù)讀取模塊和氣體識別模塊;該自供能感測元件包括染料敏化太陽能電池模塊(13)和氣體傳感器模塊(23);所述染料敏化太陽能電池模塊(13)包括對電極、光陽極以及填充于所述對電極和光陽極之間的電解液(30)，所述對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300nm，所述對電極上碳納米管(50)的長度為13μπι;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氣體的復(fù)合敏感材料，所述多孔硅的孔徑為50?10nm;所述染料敏化太陽能電池模塊(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5cm X 5cm X I cm的招制的長方體框架(43)內(nèi)，所述染料敏化太陽能電池模塊(13)通過粘合劑粘合至所述框架(53)的外表面，并使光陽極朝上，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)通過導(dǎo)線連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加油站油罐，其特征在于， 所述染料敏化太陽能電池模塊(13)的制作包括如下步驟: S1:對電極制備: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，生長碳納米管； S2:光陽極的制備:①分別取無水乙醇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，然后加入無水乙醇1ml，在水浴中攪拌Ih，靜置12h，得到T12溶液，將其過濾，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:將對電極覆蓋在光陽極上，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)?，利用CVD法450°C生長氧化媽納米線； 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)通過無線通信模塊發(fā)送至設(shè)置于所述檢測裝置內(nèi)部的控制器模塊，所述控制器模塊通過無線通信模塊和GPRS模塊通信，并將由所述檢測裝置檢測到的數(shù)據(jù)值傳輸至檢測數(shù)據(jù)基站； 進(jìn)一步的，所述自供能感測元件還設(shè)置有一個(gè)氣體識別模塊(70)，所述氣體識別模塊(70)通過導(dǎo)線和所述數(shù)據(jù)讀取模塊(33)連接，所述氣體識別模塊(70)主要由外殼體(71)和與外殼體(71)拆卸式連接的氣體檢測構(gòu)件(72)構(gòu)成，所述氣體檢測構(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)明公開了一種具有高重復(fù)性檢測功能的加油站油罐，通過在加油站油罐外部表面安裝檢測裝置，該檢測裝置基于自供能感測元件，并且還包括數(shù)據(jù)讀取模塊和氣體識別模塊；自供能感測元件包括染料敏化太陽能電池模塊和氣體傳感器模塊，染料敏化太陽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)對加油站油罐工作環(huán)境中有害氣體的快速檢測，靈敏度高，重復(fù)性高。
【IPC分類】H01G9/20, G01N27/04
【公開號】CN105513810
【申請?zhí)枴緾N201610020706
【發(fā)明人】肖銳
【申請人】肖銳
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月13日