有機(jī)揮發(fā)性氣體傳感器的制備及特性研究.pdf

1、有機(jī)揮發(fā)性氣體存在于人們生活環(huán)境的各個(gè)角落,大多數(shù)有機(jī)揮發(fā)性氣體都會(huì)對(duì)人體及自然環(huán)境造成各種各樣的危害,是大氣污染物的重要組成成分之一,因此對(duì)有機(jī)揮發(fā)性氣體傳感器的研究是近年來(lái)傳感器領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前檢測(cè)有機(jī)揮發(fā)性氣體的手段有電化學(xué)法、接觸燃燒法、紅外吸收法、氣相色譜法、半導(dǎo)體法以及高分子式氣體傳感器法。其中聚合物材料制備的高分子傳感器價(jià)格低廉,能在室溫下使用,并可根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同來(lái)嫁接改性、修飾或者摻雜來(lái)提高傳感器的靈敏度和

2、縮短傳感器的響應(yīng)時(shí)間,所以越來(lái)越多的研究人員投入到了這一類傳感器的研究工作當(dāng)中,本文以聚合物材料為基體,碳納米管作為導(dǎo)電材料,采用叉指電極作為基本結(jié)構(gòu)制成傳感器來(lái)檢測(cè)乙醇等有機(jī)溶劑蒸氣。
　　以叉指電極為基本結(jié)構(gòu),采用氣噴工藝制作成PECH(聚表氯醇)/MWNTs分層膜和復(fù)合膜氣體傳感器,測(cè)試它們對(duì)乙醇等有機(jī)溶劑蒸氣的響應(yīng),并對(duì)氣敏薄膜進(jìn)行SEM表征。測(cè)試的結(jié)果顯示:采用復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的PECH/MWNTs氣敏薄膜對(duì)有機(jī)溶劑蒸氣的響應(yīng)

3、要大于分層膜結(jié)構(gòu)的氣敏薄膜,從這兩種結(jié)構(gòu)的表面形貌可以看出,復(fù)合薄膜的表面較為粗糙,而分層膜的表面較為平整。同時(shí),在對(duì)乙醇、甲醇、丙酮、異丙醇等常見有機(jī)溶劑蒸氣的測(cè)試結(jié)果顯示:PECH/MWNTs復(fù)合膜對(duì)乙醇的響應(yīng)最大,其次是異丙醇、丙酮,響應(yīng)最小的是甲醇。另外還完成了復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的傳感器的重復(fù)性實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示該傳感器重復(fù)性較好。另外通過測(cè)試該傳感器放置兩個(gè)月之后的響應(yīng)情況,以此來(lái)觀察該傳感器的穩(wěn)定性,結(jié)果顯示傳感器放置一段時(shí)間之后電阻下

4、降較為厲害,但是傳感器對(duì)有機(jī)溶劑蒸氣的響應(yīng)并沒有發(fā)生多大的變化。
　　通過對(duì)聚合物氣敏薄膜摻雜來(lái)考察摻雜對(duì)氣敏薄膜氣敏性的影響,采用的聚合物是P2VP(聚2乙烯基吡啶),多壁碳納米管作為導(dǎo)電材料,摻雜物質(zhì)為二氧化鈦納米顆粒,通過氣噴的方式在叉指電極上制備成P2VP/MWNTs復(fù)合膜傳感器,并測(cè)試該傳感器對(duì)乙醇的響應(yīng)特性,測(cè)試結(jié)果顯示:摻雜了二氧化鈦納米顆粒的復(fù)合薄膜比沒有摻雜的復(fù)合薄膜的響應(yīng)要高,前者大約是后者的兩倍左右,但是前者