導電高分子-無機半導體氧化物納米復合氣敏材料的制備和敏感特性研究.pdf

1、氣體傳感器在現(xiàn)代社會諸多領域有著重要的應用，其發(fā)展受到廣泛重視。制備納米復合敏感材料以提高其響應特性，成為當前氣體傳感器研究的熱點之一。本論文采用水熱法處理含有金屬鹽前驅(qū)體的靜電紡絲納米纖維，簡便地實現(xiàn)了SnO2、Fe2O3和TiO2納米片在基底上低溫（最佳溫度135℃）原位生長，避免了高溫灼燒納米纖維和二次分散納米材料;將其分別與聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)復合，制備了納米復合氣敏材料，并實現(xiàn)敏感材料與基底的良好接觸，構(gòu)建了復

2、合氣體傳感器。通過FT-IR、XRD、SEM、HRTEM、XPS、EDAX等手段，表征了復合氣敏材料的組成、微觀結(jié)構(gòu)以及形貌。研究了復合氣體傳感器在室溫下對氨氣的響應特性，考察了氣敏材料的組成、形貌特性等對響應特性的影響，并優(yōu)化其敏感特性，獲得了室溫響應的高性能NH3傳感器，探討了其敏感機理。
　　采用靜電紡絲法制備含有SnCl2前驅(qū)體的納米纖維，經(jīng)水熱處理在基底上原位沉積SnO2納米片，探討其生長機理。通過氣相聚合和溶液浸涂可分

3、散PANI等方法，在SnO2納米片上分別沉積PANI和PPy，制備復合氣體傳感器，其對于NH3的室溫響應特性優(yōu)于單一組分傳感器。其中，SnO2/PANI氣體傳感器對NH3具有很高響應靈敏度（對10.7 ppm NH3靈敏度～3700％），超低檢測限（～46ppb），以及較好的回復性和選擇性;SnO2/PPy氣體傳感器的響應特性受到摻雜酸種類及聚合時間的影響;其室溫下對1-10.7 ppm NH3電阻相對變化達6.2％/ppm，檢測限為2

4、57 ppb，同時具有較好的回復性和選擇性。提出SnO2與導電高分子間形成的p/n結(jié)顯著提高了復合傳感器的響應靈敏度;復合物的納米結(jié)構(gòu)也促進了其敏感特性的提高。
　　水熱處理分別含有FeCl3和鈦酸四丁酯(TBT)前驅(qū)體的電紡納米纖維，在基底原位生長Fe2O3和TiO2納米片，在其上浸涂水分散PANI，制備了Fe2O3/PANI和TiO2/PANI復合氣體傳感器，其在室溫下對NH3具有較高的響應靈敏度（Fe2O3/PANI對10.