高分子納米復合氣濕敏材料和傳感器研究.pdf

1、高分子及其復合敏感材料具有制備簡便、響應特性易于調控，可室溫響應等優(yōu)點，在氣體和濕度傳感器中得到廣泛應用。本論文合成了聚電解質/聚苯胺(PANI)，聚電解質/還原氧化石墨烯(RGO)納米復合濕敏材料和不同種類的酸為摻雜劑的納米結構聚苯胺氣敏材料，通過FT-IR、UV-Vis、SEM、TEM、AFM等手段表征了材料的組成結構及其形貌。采用浸涂的方法制備了電阻型濕敏和氣敏元件，研究了其室溫下對濕度和氨氣的響應特性。討論了材料組成、沉積順序和

2、元件制備工藝等對其響應特性的影響，探討了敏感機理。
　　采用浸涂法依次沉積敏感膜，制備了具有雙層結構的交聯(lián)季銨化聚（4-乙烯基吡啶）(QC-P4VP)/PANI和QC-P4VP/RGO復合濕敏元件，考察其低濕響應特性。PANI和RGO的引入均能有效降低元件的低濕阻抗，解決了聚電解質元件低濕阻抗過高難以測定的問題。QC-P4VP/PANI復合元件在1～98％RH范圍內阻抗變化約3個數(shù)量級，可實現(xiàn)全濕度范圍內濕度的靈敏檢測;QC-P4

3、VP/RGO復合元件可實現(xiàn)對于極低濕度環(huán)境下(0.18％RH)的濕度靈敏檢測。結合復合元件獨特的雙層結構以及濕敏材料的響應特性，提出濕敏響應機理。
　　制備了以鹽酸、樟腦磺酸、對甲苯磺酸、植酸和聚苯乙烯磺酸(PSSA)為摻雜酸的可分散PANI納米氣敏材料及氣敏元件，發(fā)現(xiàn)PSSA摻雜的PANI元件氨氣響應性能最優(yōu)。制備條件對PANI-PSSA元件的氨氣響應也有很大影響。[PSSA]/[苯胺]/[過硫酸銨]=1∶1∶0.7制備的PAN