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甲烷(CH4)是天然气的主要成份，占天然气的75 vol．％。甲烷无色无嗅，很难检测。当甲烷发生泄漏时，会导致氧气浓度下降，从而使人窒息。同时，若甲烷浓度在5～15vol．％之间，则会发生爆炸。因此，开发高性能的甲烷传感器对保证生活、生产和工业的安全性具有重要意义。
新型热电薄膜甲烷传感器具有结构简单、安全无噪音、低能耗和无污染等优点，显现出广阔的应用前景。催化剂是热电薄膜甲烷传感器中最重要的组成部分。本文采用溶胶—凝胶法制备了以Pd为活性中心的催化剂。系统研究了制备工艺参数、造孔剂和助剂等对甲烷的反应活性的影响。将催化剂与热电层结合，考察了传感器的综合性能。主要研究结果如下：
1．制备工艺的选择：以Pd为活性组分，γ-Al2O3为载体，分别选用浸渍法和溶胶-凝胶法制备催化剂。发现仅有溶胶—凝胶法制备的催化剂表现出活性。BET对催化剂的孔结构进行的表征发现其比表面积不高，平均孔径较小，导致催化活性不高。
2．造孔剂的影响：采用溶胶—凝胶法分别制备了添加CNT、C6H8O7和(NH4)2CO3三种造孔剂的催化剂。考察了工艺参数，利用BET，XRD，FE—SEM，H2-TPR和XPS方法对催化剂进行表征。发现加入造孔剂后，比表面积和孔径都有所提高，导致活性增强。其中添加(NH4)2CO3表现出的反应活性最高。
3．助剂的影响：通过溶胶—凝胶法将三种离子(Zr4+、Cd4+、Mg2+)添加到催化剂中，发现催化剂的活性和寿命没有得到明显的提高。
综上，Pd/γ-Al2O3-(NH4)2CO3具有最佳的活性和稳定性，基于该催化剂开发的热电甲烷传感器在操作温度为290℃、CH4浓度为3 vol．％时，具有高的输出信号(65.5 mV)．传感器的响应时间和恢复时间分别为101 s和100 s。