折射率型多孔濕敏膜的研究.pdf

1、目前，環(huán)境保護(hù)、食品安全、石油化工、醫(yī)療及生物技術(shù)等領(lǐng)域?qū)穸葌鞲衅鞔嬖谥鴱V泛和迫切的需求。濕度傳感器的核心因素之一是對(duì)水分子具有敏感作用的濕敏膜。我們的研究表明，設(shè)計(jì)并制備折射率型多孔濕敏膜，對(duì)于研制靈敏度高、檢測(cè)范圍寬、響應(yīng)速度快、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好的光類濕度傳感器具有重要意義。在光類濕度傳感器中，濕敏膜的物理化學(xué)性質(zhì)直接影響光類濕度傳感器的性能。傳感器的輸出量通過濕敏膜的折射率與環(huán)境中待測(cè)物質(zhì)的濃度建立起定量關(guān)系。為了使?jié)衩舨牧嫌幸粋€(gè)合

2、適的折射率及其變化率，對(duì)濕敏膜的材料有一個(gè)基本要求：水分子容易進(jìn)出濕敏膜內(nèi)，并與濕敏物質(zhì)發(fā)生相互作用。為此，一個(gè)有效的方法是將濕敏膜設(shè)計(jì)并制備成介孔膜，并在濕敏膜內(nèi)形成合適的介孔孔道，以降低水分子在多孔膜孔道中的擴(kuò)散阻力。
　　本論文主要包含以下四方面的內(nèi)容：
　?。?）在光類濕度傳感器中，濕敏膜的折射率及其隨環(huán)境濕度的變化極為關(guān)鍵。為此，首先要從理論上了解探討濕敏膜的光學(xué)性質(zhì)，特別是濕敏膜在吸附水分子前后折射率改變的情況。

3、此外，在某些光類濕度傳感器中，濕敏膜的厚度隨環(huán)境濕度的變化也極為重要，所以本文也討論了濕敏膜吸附水分子后的體積變化情況。
　?。?）采用模板法合成無機(jī)介孔材料（SiO2、Al2O3薄膜），采用聚合物材料直接合成三種有機(jī)多孔薄膜，如SAN薄膜、PVA薄膜和Nafion薄膜，對(duì)這些膜進(jìn)行相應(yīng)的表征，探討它們的孔徑分布情況、影響孔徑大小的因素以及控制孔徑大小和分布的方法。
　　（3）為理解水分子進(jìn)出濕敏膜的過程、水分子與濕敏膜的相