材料及应用2023年第1期总第214期造纸装备及材料72作者简介：苏海林，男，安徽理工大学硕士在读，研究方向为公共安全与应急救援。文章编号：2096-3092（2023）01-0072-03基于双钙钛矿复合材料敏感电极的丙酮传感器的研究苏海林安徽理工大学安全科学与工程学院，安徽淮南232001摘要：丙酮不仅会污染环境，而且会威胁人体健康，具有极大的安全隐患，因此文章开发了一种新型丙酮气体传感器，可以实时监控丙酮浓度，保障人们的身体健康与生命安全。文章研发了一种基于双钙钛矿复合材料的固体电解质型丙酮传感器，以GDC为固体电解质，以PrBaCo2O5+δ，PrBa0.5Sr0.5Co2O5+δ和PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ为敏感元件材料制备了丙酮气体传感器。通过对比相同环境条件下不同气体传感器的响应值，选择工作性能最好的PrBa0.5Sr0.5Co2O5+δ为气体传感器的敏感元件材料，测试了该传感器在不同温度下、同一气体环境下的工作性能，确定了最佳工作温度。结果表明：以PrBa0.5Sr0.5Co2O5+δ为敏感元件材料的丙酮气体传感器工作性能最好，最佳工作温度为500℃，在500℃、浓度为0.02%条件下的丙酮气体传感器响应时间为104s。关键词：丙酮；气体传感器；双钙钛矿材料；固体电解质；电位传感器；PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ分类号：O657.3；TP212丙酮（CH3COCH3）是一种无色透明液体，具有特殊的刺激性气味，属于挥发性有机化合物（VOCs）的重要成员[1]。丙酮具有易挥发和易燃的化学性质，在使用过程中对丙酮的安全管理十分重要。此外，接触或吸入丙酮会对人体健康造成危害，当处于含较低浓度（＞0.025%、＜0.1%）的丙酮环境时，人的皮肤粘膜会受到一定刺激，引起呼吸道和眼部不适，长时间接触会导致中枢神经系统受到抑制；处于浓度＞0.1%的丙酮环境中时，人会产生恶心症状，更高浓度丙酮环境会导致人体昏迷[2]。因此，在使用和存储丙酮的场所环境中，需要对丙酮浓度进行实时监控以保障人们的身体健康和生命安全。气体传感器按照原理可以分为金属氧化物半导体型（MOS）、声表面波型和固体电解质型等[3]。固体电解质丙酮气体传感器是电化学型传感器中的一种，丙酮气体通过敏感电极材料扩散至由敏感材料、固体电解质和丙酮组成的三相反应界面（TPB）处，并在该处发生电化学反应，引起敏感电极上的电位变化，通过该电位值与丙酮浓度之间的关系曲线可计算得到丙酮气体的浓度[4]。氧化铈（CeO2）固体电解质在中温区具有良好离子电导率，通过掺杂低价态氧化物氧化钆（Gd2O3）来...
