Skip to main content

Ishonch telefoni: +(99872) 226 68 10

3+1 qo'shma ta'lim dasturi

Belarus davlat pedagogika universiteti bilan qo'shma ta'lim dasturiga marhamat!

Konstitutsiya asosiy qonunimiz!

8-dekabr — O‘zbekiston Respublikasi Konstitutsiyasi kuni

Yuksak vatanparvarlik tuyg‘usi aks etgan qasida!

10-dekabr — O‘zbekiston Respublikasi Davlat madhiyasi qabul qilingan kun

Yangi yil — yangi marralar sari imkoniyat!

Kirib kelayotgan yangi 2024-yilingiz muborak bo’lsin!

Xotira muqaddas – inson qadri aziz!

9-may — Xotira va qadrlash kuni

JDPU 50 yoshda!

Jizzax davlat pedagogika universitetining 50 yoshlik yubileyi muborak bo‘lsin!

VODOROD SULFIDNI ANIQLOVChI YARIMO‘TKAZGICHLI SENSOR YARATISH VA UNING METROLOGIK TAVSIFINI O‘RGANISH

Xolboev O.N,  Begmatov R., Abduraxmanov I. E., Begimkulov J. Abduraxmanov E. Samarkand davlat universiteti.ergash50@yandex.ru Annotatsiya. Ishda zol-gel texnologiya usulida gaz sezgir materiallar olingan xamda ulardan WO3 asosidagi yarimo‘tkazgichli qavat, inert taglik va qizdiruvchidan iborat N2S ni aniqlovchi selektiv sensorlar yaratilgan. Ishlab chiqilgan selektiv yarimo‘tkazgichli sensorning vodorod sulfidini aniqlash jarayonidagi  asosiy ekspluatatsion va metrologik tavsifi baholangan. Ushbu sensor vodorod sulfidini gazsimon moddalar aralashmalari tarkibidan konsentratsiyaning keng oralig‘ida aniqlashga imkon beradi va yuqori metrologik hamda ekspluatatsion tavsifga ega. Kalit suzlar: sensor, sezgirlik, selektivlik, katalizator, vodorod sulfidi, gazsimon moddalar, yarimutkazgich,  metrologik tavsifi   Annotatsiya.V rabote s primeneniem gazochuvstvitelnыx materiala poluchennыx metodom zol-gel texnologii na osnove WO3 razrabotan selektivnaya metodika i vыsokochuvstvitelnыe poluprovodnikovыe sensorы serovodoroda. Otsenenы osnovnыe metrologicheskie i ekspluatatsionnыe xarakteristiki, razrabotannыx selektivnыxsensorov pri opredelenii serovodoroda. Dannыe priborы pozvolyayut opredelyat serovodoroda v shirokix intervalax yego konsentratsiy i obladayut luchshimi metrologicheskimi i ekspluatatsionnыmi xarakteristikami Klyuchevыe slova: sensar, chuvstvitelnost, selektivnost, katalizator, serovodorod, gazoobraznыe veщestva, poluprovodnik, metrologicheskie xarakterestiki.   Mustaqillik yillarida Respublikamizda sanoatning turli sohalariga zamonaviy texnologiyalarni kiritish, modernizatsiya qilish va ular asosida yangi turdagi mahsulotlar ishlab chiqarishga asoslangan bir qator yangi sanoat korxonalari ishga tushirildi[1]. Ushbu korxonalarda texnologik gazlar va atmosfera havosi monitoringini tashkil etish ekologiya va analitik kimyoning dolzarb masalalari qatoriga kiradi. Gaz aralashmalari monitoringida keng qo‘llaniladigan yarimo‘tkazgichli sensorlani ishlab chiqishda SnO2, TiO2, ZnO, In2O3, MoO3, WO3 va V2O5 lar asosida olingan gaz sezgir materiallar axamiyatli xisoblanadi [2]. Bulardan o‘z ko‘rsatgichlari bo‘yicha juda muhim  bo‘lgan TiO2, ZnO va WO3 lar asosida zol-gel texnologiya usulida olingan  gazsezgir materillar (GSM) alohida uringa ega [3]. Adabiyotlarda keltirilgan ma’lumotlarning analitik tahlili vodorod sulfidini gazlar aralashmasidan aniqlash jarayonining selektivligini ta’minlashga bag‘ishlangan ishlar sonining chegaralanganligini ko‘rsatadi. Vodorod sulfidi va metanni aniqlash sohasidagi mavjud ishlar ularning portlashgacha bo‘lgan yuqori konsentratsiyasini aniqlashga imkon beradi[4]. H2Sni aniqlashning optik, elektrokimyoviy va termokonduktometrik sensorlari va analitik metodlari hozirgi kunda keng o‘rganilgan. Ammo, bu sensorlar qator kamchiliklarga ega bo‘lib, ulardan eng muhimlari yetarlicha selektiv emasligi, signal qiymatining tashqi omillarga bog‘liqligi va boshqalardan iborat [5]. Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda aytish mumkinki, gazlar aralashmasining zaharli va portlovchan tarkibiy qismlarini aniqlashning yangi, takomillashtirilgan va zamonaviy yarimo‘tkazgichli usullar va sensorlarini yaratish ekologik xavfsizlikni ta’minlash sohasidagi dolzarb masalalardan biri bo‘lib qolmoqda Ushbu ishda N2S ni aniqlovchi selektivyarimo‘tkazgichli sensor YaO‘S-H2Sni  yaratish va uning metrologik tavsifini tekshirish natijalari ko‘rib chiqilgan. YaO‘S-H2S da gazsezgir material sifatida WO3 va SuO asosidagi plyonkadan foydalanildi [6]. Sensorni normal sharoitlarda sinovdan o‘tkazish rejasi asbobni tayyor bo‘lish vaqti, dinamik va graduirovka tavsifi hamda uning selektivlik darajasini aniqlash bilan bog‘liq tajribalarni qamrab olgan. YaO‘S-H2S ning analizga tayyor bo‘lish vaqtini aniqlash natijalari 1-jadvalda keltirilgan. Jadval 1. YaO‘S-H2S ning ishga tayyor bo‘lish vaqti (τ, sek)ni aniqlash natijalari.
(τ), sek GSM tarkibi
SiO2/WO3 SiO2/ WO3-1%CuO SiO2/ WO3-5%CuO SiO2/WO3-10%CuO
Gazsezgir materialning elektr o‘tkazuvchanligi, 1/R mOm-1
3 0,2405 0,2865 0,3544 0,4802
6 0,2604 0,3101 0,3836 0,5198
9 0,2745 0,3269 0,4045 0,5480
12 0,2830 0,3368 0,4172 0,5650
20 0,2830 0,3370 0,4170 0,5650
  Jadvaldan sensorni tayyor bo‘lish vaqti gazsezgir qavatning tarkibiga bog‘liq bo‘lmagan holda 9-12 sekundga teng bo‘lishini ko‘ramiz. YaO‘S-H2S ni vodorod sulfidiga nisbatan sezgirligini temperaturaga bog‘liqligi temperaturaning 200-500 0C diapazonida tekshirildi. H2S ning o‘zgarmas konsentratsiya qiymatida temperaturani ma’lum kattalikkacha ortishi bilan gazsezgir materialning qarshiligi o‘zgaradi, temperaturaning ortishi gazsezgir materialning qarshiligini kamayishiga olib keladi. Tajribalarda SiO2/WO3+CuO tarkibli gazsezgir qavat yordamida H2S ni aniqlash jarayonidagi sensorning sezgirlikning eng maksimal qiymati temperaturaning 350 0S qiymatiga mos kelishi aniqlandi. Turli gaz sezgir tarkibli sensorlarning H2S ga nisbatan sezgirligi ularning 350 0S dagi signal qiymati kattaligi bilan aniqlandi.1-rasmdan H2S ga nisbatan SiO2/WO3+10% CuO asosidagi sensorning sezgirligi eng yuqori ekanligi ko‘rinadi.
1асм.SiО2/WO3+CuO асосидаги сенсорларнинг 3500С даН2S га нисбатан сезгирлиги (аралашмадаги Н2S миқдори 250 мг/м3)1-SiО2/WO3; 2- SiО2/WO3+1%CuO;3-SiО2/WO3+5%CuO; 4- SiО2/WO3+10%CuO  
                          Konsentratsiyaning keng oralig‘ida (50-750 mg/m3) YaO‘S-H2S signal qiymatining H2S konsentratsiyasiga bog‘liqligi to‘g‘ri chiziqli tavsifga ega. Konsentratsiyaning tekshirilgan oralig‘ida ishlab chiqilgan sensorlarning mutlaq va keltirilgan xato qiymatlari GOST bo‘yicha ruxsat etilgan xato qiymatlaridan kichik. YaO‘S-N2S ning selektivligini aniqlashning o‘rtacha qiymatlari 2-jadvalda keltirilgan. 2-jadval YaO‘S-H2S selektivligini tekshirish natijalari (n=5, R=0,95)
Gaz aralashmasi tarkibi, mg/m3. Aniqlangan H2S, mg/m3
YaO‘SN2S-№ 1 YaO‘SN2S-№ 2 YaO‘SN2S-№ 3
±DX Sr102 ±DX Sr102 ±DX Sr102
N2S-356,0 qolganihavo. 354,0±3,2 1,1 351,0±1,5 0,8 355,0±2,2 1,0
N2S-356,0+N2-460,0qolganihavo 355,0±4,2 1,0 350,0±2,8 0,6 357,0±4,1 0,9
N2S-356,0+CO-380,0 qolganihavo 352,0±2,5 0,7 358,0±3,0 0,8 357,0±2,9 0,8
N2S-356,0+CH4-450,0 qolganihavo 356,0±3,9 0,9 359,0±4,6 1,0 359,0±4,3 1,0
  Jadvaldan tekshiriladigan aralashma (N2S+havo) tarkibida mavjud bo‘lgan SO (380 mg/m3), N2 (460 mg/m3 va SN4 (450 mg/m3) YaO‘S-H2S ning  aniqlanuvchi komponent bo‘yicha signal qiymatiga ta’sir ko‘rsatmasligini ko‘ramiz. H2S ni aniqlashdagi eng yuqori chetlanish 6 mg/m3 ga (358-352=6) tarkibida 380,0 mg/m3 SO bo‘lgan gaz aralashmasiga mos keladi va bunda  YaO‘S-H2S ning qo‘shimcha komponentlar hisobiga yuzaga keluvchi xato qiymati 1,7 % dan oshmaydi. YaO‘S- H2S aniqlangan xato qiymati uning GOST bo‘yicha ruxsat etilgan xato qiymatidan  ancha kam. YaO‘S-H2S ning aniqlash diapazoni konsentratsiyaning 50-1000 mg/m3 oralig‘ida sensorga H2S ni havodagi turli konsentratsiyali aralashmasini yuborish orqali aniqlandi. tajriba natijalari  3-jadvalda keltirilgan. 3-jadval YaO‘S-H2S signalining aralashmadagi H2S konsentratsiyasiga bog‘liqligi (n = 5, R = 0,95)
Kiritilgan H2S, mg/m3   Aniqlangan H2S, mg/m3
±Dx S Sr∙102
50 51±2 1,61 2,15
250 249±3 2,41 0,67
750 757±5 4,02 0,53
1000 992±5 4,02 0,41
  Konsentratsiyaning o‘rganilganoralig‘ida YaO‘S- H2S ning signal qiymatini konsentratsiyaga bog‘liqligi to‘g‘ri chiziqli tavsifga ega va 50-1000 mg/m3 oralig‘ida Srning qiymati 0,022 dan kam. YaO‘S-H2S ning H2S ning yuqori konsentratsiyalar ta’siriga chidamliligini tekshirish H2S ni  2500 mg/m3 konsentratsiyali aralashmasida amalga oshirildi. 4-jadval. «YaO‘S-H2S» ni konsentratsiyaning yuqori qiymatlariga chidamliligini tekshirish natijalari (n=5, R=0,95)
№ t/r H2S ning aralashmadagi konsentratsiyasi Sensor signalining qiymati, mg/m3   Asosiy xato Asosiy xatoning GOST bo‘yicha qiymati
yuqori konsen-tratsiya-gacha yuqori konsent-ratsiyadan keyin absolyut, mg/m3 qo‘shimcha,%
1 SH2S=1000 mg/m3 1006±5 1018±5 6 0,6 ±2,5 ob.%
2 SH2S=2500 mg/m3 2497±9 2514±6 17 0,7 ±2,5 ob.%
Demak ishlab chiqilgan sensor   YaO‘S- H2S ni turli ob’ektlardan H2S miqdorini aniqlashda ishlatilishi mumkin. YaO‘S-H2S katta konsentratsiyalar ta’sirida yuzaga keluvchi qo‘shimcha xato qiymati 0,7 hajm % dan oshmaydi. Temperaturaning o‘zgarishi hisobiga yuzaga keluvchi xatoning qiymati  0,6  % ga teng va barcha hollarda asbobning asosiy xato qiymatidan past. Gaz muhiti temperaturasi va bosimining o‘zgarishi hisobiga yuzaga keluvchi umumiy qo‘shimcha xato qiymati barcha holda ±1,5 % dan oshmaydi. Demak, yaratilgan sensor H2S ni gaz aralashmalari tarkibidan belgilangan xato chegarasida aniqlashga imkon beradi. Xulosa Zol-gel texnologiya usulida gaz sezgir materiallar olingan xamda ulardan WO3 asosidagi yarimo‘tkazgichli qavat, inert taglik va qizdiruvchidan iborat N2Sni aniqlovchi selektiv sensorlar yaratilgan. Tayyorlangan sensorlar tezkor va yuqori sezgir bo‘lib, atmosferadagi  H2S ning REM va undan yuqori konsentratsiyalarini aniqlashda qo‘llanilgan. Bunday sensorning qo‘llanilishi analiz xatosini kamaytiradi, asbobning aniqlash natijalarining barqarorligini va ishlash resursini oshiradi, gaz komponentlarini tekshiriladigan muhitda uzluksiz avtomatik aniqlash jarayonining  takrorlanuvchanlik va selektivligini yaxshilaydi. Ishlab chiqilgan selektiv yarimo‘tkazgichli sensorning vodorod sulfidini aniqlash jarayonidagi  asosiy ekspluatatsion va metrologik tavsifi baholangan. Ushbu sensorvodorod sulfidini gazsimon moddalararalashmalari tarkibidan konsentratsiyaning keng oralig‘ida aniqlashga imkon beradi va yuqori metrologik hamda ekspluatatsion tavsifga ega. Foydalanilgan adabiyotlar
  1. «O‘zkimyosanoat» DAK www.uzkimyosanoat.uz.
  2. Obvinseva L.  A.  Poluprovodnikovыe metallooksidnыe  sensorы  dlya opredeleniya  ximicheski  aktivnыx  gazovыx  primesey  v  vozdushnoy  srede.  //J.Ros. xim. ob-va im. D.I. Mendeleeva.-2008. – T. LII.-№ 2. -S. 113-121.
3.Abduraxmanov I.E., Kabulov B.Dj. zol-gel metod formirovaniya metalloksidnыx gazochuvstvitelnыx plenok na osnoveZnO, TiO2i WO// SamDUilmiytadqiqotlar axborotnomasi.  2016. №1(95). -S.142-146. 4.Abduraxmanov E., Abduraxmanov B., Normuradov Z. Razrabotka katali-zatora dlya selektivnogo termokataliticheskogo sensora serovodoroda //  SamDUVestnik SamGU: -Samarqand, 2007. -№1. -B.48 – 52. 5.Sarach  O.  B.  Sozdanie  gazovыx  sensorov  na  osnove  tonkix  plenok dioksida olova. Avtoref. dis. na soisk.uchenoy step. k.t. n. M.: -2003. – 20 s.
  1. Abduraxmanov I.E., Kabulov B.Dj. Mexanizm rabotы poluprovodnikovыx gazovыx sensorov serovodoroda, ammiaka i metana//Vestnik NUUz. –Tashkent, №3/1. 2016. -S. 248-251.