1. 研究目的与意义（文献综述）

在我们的日常生活中经常使用到一些可燃性气体，如家用的天然气以及迅速普及的沼气池等，而在化工生产及能源行业，可燃性气体则更加常用。可燃性气体在为我们日常生活带来便利，为化工生产能源行业带来巨大收益的同时，也可能会带来安全隐患。日常生活中和工业生产中可燃性气体泄漏事故时有发生，不仅会造成设备损坏，环境污染，由此引发的爆炸事故往往造成严重的人员财产损失。因此在生产生活中需要对可燃性气体进行即时、准确的检测，对可燃性气体的浓度实时监控，在可燃性气体浓度达到爆炸下限（lel）的10%时发出警报，以便即时采取措施，防止灾难发生。

常见的可燃性气体包括烷类、氢气、一氧化碳和醇类等，如油田开采以及日常生活中用的天然气、沼气的主要成分是甲烷，石油化工行业常用的液化石油气主要成分是丙烷、丙烯等。工业生产以及生活中可能存在的可燃性气体成分复杂，我们选取具有代表性且实际气体混合物中的主要成分气体作为实验用气体。本次毕业设计基于mems技术的低功耗催化燃烧传感器选择甲烷气体作为实验对象，因为甲烷是工业中的瓦斯气体以及生活中天然气和沼气的主要成分，并且甲烷气体也常用于石油化工产品质量检测和工业尾气检测等工业基础校标中。

目前主流的甲烷气体检测器件有催化燃烧式传感器、半导体气敏传感器、光纤传感器、气相色谱传感器和红外光谱传感器等，其中催化燃烧式传感器结构简单，成本低且工作稳定，因此得到了广泛应用。催化燃烧式传感器是利用甲烷气体的催化燃烧的热效应原理，由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥，在一定温度条件下，甲烷气体在检测元件载体表面催化剂的作用下发生无焰燃烧，产生热量使检测元件温度升高，元件内部铂丝阻值升高，电桥失去平衡，从而输出与甲烷浓度成正比的电信号。

2. 研究的基本内容与方案

研究目标：
针对基于mems技术的低功耗甲烷催化燃烧传感器加热区面积小，催化剂负载量小，由此带来的传感器工作时产生的信号强度弱、信噪比太小、难以满足实际应用的要求等问题，采用溶胶凝胶法制备高比表面氧化铝载体/贵金属pb-pt催化剂体系，并应用于甲烷催化燃烧式传感器中，开发出一种新型的基于mems技术的甲烷催化燃烧传感器，在此基础上对其性能进行测试。

研究的基本内容：
（1）选择pb-pt作为催化剂，采用溶胶凝胶法制备高比表面的氧化铝载体以及pb-pt催化剂体系，使其满足在mems系统的微加热器上催化燃烧甲烷的需要。

（2）制备基于mems技术的低功耗甲烷催化燃烧式传感器的催化元件。

3. 研究计划与安排

第 1－2 周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需实验材料以及实验方法。确定方案，完成开题报告。
第 3－7 周：实验任务一：制备基于MEMS技术甲烷催化燃烧传感器。
第 8－12周：实验任务二：对制备的传感器性能进行测试。
第13－15周：完成并修改毕业论文。
第 16 周：准备论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]f. zaza, i. luisetto, e. serra, etal. catalytic combustion of methane by perovskite-type oxide nanoparticles aspollution prevention strategy[j]. aip conference proceedings, 2016, 02003: 1-9.

[2]ying wang, min ming tong. improvingthe performance of catalytic combustion type methane gas sensors usingnanostructure elements doped with rare earth cocatalysts[j]. sensor, 2011, 11: 19-31.