硫化氫氣體傳感器的制備.pdf

1、硫化氫氣體是一種無色、易燃、腐蝕性、具有臭雞蛋氣味的惡臭氣體。它是一種神經(jīng)毒劑,當(dāng)濃度超過一定范圍時(shí)對(duì)人體健康有致命危害。硫化氫的巨大危害,使得在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)具有重大的意義,同時(shí)能夠?qū)α蚧瘹錃怏w進(jìn)行快速和準(zhǔn)確的檢測(cè)一直是國內(nèi)外研究工作者的重大課題。本論文研究了基于不同敏感材料的硫化氫氣體傳感器的制備方法,測(cè)試了傳感器的氣敏性能,主要工作總結(jié)如下:
　　1.本論文中選擇的是叉指結(jié)構(gòu)的電阻式氣體傳感器。采用了兩種類

2、型的敏感材料,一種是碳納米管及其氯金酸摻雜的碳納米管復(fù)合材料;一種是有機(jī)物/碳納米管的復(fù)合材料,有機(jī)物分別是聚苯胺和DPPD。實(shí)驗(yàn)采用氣噴工藝沉積敏感薄膜,制備了基于本征碳納米管、MWNTS/HAuCl4、PANI/MWNTs、DPPD/MWNTs復(fù)合膜的傳感器,通過搭建氣敏測(cè)試平臺(tái)在室溫下測(cè)試了這四種傳感器對(duì)硫化氫氣體的氣敏特性。
　　2.室溫下測(cè)試并分析比較了基于本征碳納米管和MWNTS/HAuCl4復(fù)合膜的傳感器對(duì)硫化氫氣體

3、的不同氣敏特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MWNTS/HAuCl4復(fù)合膜對(duì)H2S的響應(yīng)遠(yuǎn)大于本征碳納米管的響應(yīng)。這兩種基于碳納米管的傳感器具有良好的快速響應(yīng)—恢復(fù)特性、重復(fù)性、穩(wěn)定性均較好,MWNTS/HAuCl4復(fù)合膜略差,基線漂移稍微嚴(yán)重些。同時(shí),這兩種傳感器都是較理想的線性器件。但這兩種傳感器均表現(xiàn)出較差的選擇性,對(duì)干擾氣體的響應(yīng)相差不大。對(duì)兩種薄膜進(jìn)行表面形貌測(cè)試,發(fā)現(xiàn)摻雜氯金酸的碳納米管表面孔洞更多,吸附位更多,這能一定程度解釋氣敏性差異

4、的原因。最后,結(jié)合表面形貌對(duì)碳納米管敏感機(jī)理進(jìn)行了解釋。
　　3.室溫下測(cè)試并分析比較了基于PANI/MWNTs和DPPD/MWNTs復(fù)合膜的傳感器對(duì)硫化氫氣體的不同氣敏特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面,PANI/MWNTs復(fù)合膜的傳感器響應(yīng)遠(yuǎn)大于DPPD/MWNTs復(fù)合膜,但在重復(fù)性、線性度、穩(wěn)定性上均不如后者,恢復(fù)性差,響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。另外,這兩種有機(jī)復(fù)合膜的傳感器在選擇性上均得到了不同程度的提高,尤其是PANI/MWNTs復(fù)合膜,DPPD/M