還原氧化石墨烯微納結(jié)構(gòu)氣敏傳感器的制備與研究.pdf

1、石墨烯由于其特殊的二維平面結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的特性，在氣敏傳感器領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。石墨烯具有超高載流子遷移率、大的比表面積、優(yōu)異的機(jī)械性能、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及在室溫下可導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn)，從而可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)半導(dǎo)體氣敏材料的不足。本論文通過(guò)幾種濕法化學(xué)技術(shù)制備了兩種石墨烯氣敏材料，并且研究了其對(duì)氨氣的氣敏特性。具體研究工作如下：
　?。?）通過(guò)紫外光照Fenton反應(yīng)刻蝕氧化石墨烯（GO），進(jìn)一步經(jīng)吡咯還原制備出多孔還原氧化石墨烯（rGO），

2、氣體測(cè)試結(jié)果表明，多孔rGO是一種優(yōu)異的氣敏材料，其對(duì) NH3氣體分子具有優(yōu)異的氣敏特性，并且其具有良好的選擇性以及重復(fù)穩(wěn)定的特性。多孔rGO氣敏傳感器對(duì)濃度為1 ppm、20 ppm和50 ppm的氨氣分別有8.5％、13.2%和14.5%的電阻變化響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間小于5 min，恢復(fù)時(shí)間約為3 min。多孔rGO氣敏傳感器對(duì)50 ppm NH3氣體分子進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試，結(jié)果表明，多孔rGO氣敏傳感器對(duì)NH3有非常好的重復(fù)特性。同時(shí)，多孔

3、rGO對(duì)NH3氣體分子的響應(yīng)值是其它高濃度干擾氣體的3倍以上，說(shuō)明rGO氣敏傳感器具有優(yōu)異的選擇性。
　?。?）通過(guò)將GO沉積在聚氨酯泡沫上，并經(jīng)吡咯還原得到rGO泡沫，其在室溫下對(duì)NH3氣體分子有非常良好的響應(yīng)特性。當(dāng)NH3氣體分子濃度為50 ppm時(shí)，其電阻值的響應(yīng)值為3.67%，響應(yīng)時(shí)間小于8 min，恢復(fù)時(shí)間約為4 min。rGO泡沫對(duì)NH3氣體分子的響應(yīng)值是其它高濃度干擾氣體分子的2倍以上，表明該rGO泡沫具有出色的選擇