聚苯胺-無機(jī)納米粒子復(fù)合材料的制備及其傳感特性研究.pdf

1、聚苯胺（PANI）作為典型的導(dǎo)電高分子，以其良好的化學(xué)穩(wěn)定性、環(huán)境穩(wěn)定性及獨(dú)特的電化學(xué)性能成為近年來研究的焦點(diǎn)。聚苯胺/無機(jī)納米粒子復(fù)合材料有著聚苯胺和無機(jī)納米粒子兩者的優(yōu)異特性，可以作為優(yōu)良的傳感材料應(yīng)用于化學(xué)傳感器中，常見的如甲醛氣體傳感器和無酶葡萄糖生物傳感器。
　　目前，甲醛氣體傳感器的氣敏材料多為金屬及其氧化物，但因為這類材料對工作溫度要求高，發(fā)展受到很大限制。聚苯胺和銀都是常用的氣敏材料，但很少有聚苯胺/無機(jī)納米粒子復(fù)

2、合材料在甲醛傳感器上的應(yīng)用研究，因此，本文探索性地研究了基于聚苯胺/銀納米粒子復(fù)合材料的甲醛氣體傳感器。
　　葡萄糖作為生產(chǎn)生活中的重要化學(xué)物質(zhì)，其精確檢測在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療應(yīng)用方面有著重要意義，相比于傳統(tǒng)的葡萄糖傳感器，在無酶葡萄糖傳感器中，葡萄糖可以不通過酶而直接在電極表面催化氧化引起電流變化，結(jié)果更加準(zhǔn)確。有研究報道氧化鈰不適于單獨(dú)用作無酶葡萄糖傳感器電極材料，但作為復(fù)合材料時可以加速電子轉(zhuǎn)移。因此，本文研究了基于聚苯胺/氧化

3、鈰納米粒子復(fù)合材料的無酶葡萄糖傳感器。
　　本文以(NH4)2S2O8作氧化劑，采用一步快速混合法制備了聚苯胺/銀納米粒子復(fù)合材料。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）和 X射線衍射(XRD)等檢測方法分析了材料的微觀形貌和結(jié)構(gòu)等；并構(gòu)建了基于聚苯胺/銀納米粒子復(fù)合材料的甲醛氣體傳感器。研究結(jié)果表明：該方法制備的聚苯胺是高度摻雜的本征態(tài)聚苯胺，且聚苯胺及聚苯胺/銀納米粒子復(fù)合材料均具有纖維狀結(jié)構(gòu)。將制備的聚苯胺/

4、銀納米粒子復(fù)合材料用于甲醛氣體傳感器中，并進(jìn)行氣敏性測試，結(jié)果顯示：相較于純聚苯胺，聚苯胺/銀納米粒子復(fù)合材料的電阻有所增加，對甲醛氣體的響應(yīng)也明顯較高。氣敏性實驗具有可重復(fù)性，聚苯胺/銀納米粒子復(fù)合材料在常見有機(jī)氣體如丙酮、苯、氯仿、己烷和甲醛中，對甲醛表現(xiàn)出良好的選擇性。
　　本文又以Ce(NO3)3·6H2O和25％的NH3·H2O為原料，采用非等溫沉淀法，制備了氧化鈰納米棒（CeO2 NRs）；用原位聚合的方法制備了PAN

5、I/CeO2納米粒子復(fù)合材料，并構(gòu)建了基于 PANI/CeO2碳糊電極的無酶葡萄糖傳感器。用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和X射線衍射來表征PANI/CeO2的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)；合成的CeO2為明顯的納米棒狀結(jié)構(gòu)；由于PANI和CeO2兩者之間的協(xié)同效應(yīng)，該傳感器對葡萄糖響應(yīng)良好；基于PANI/CeO2納米粒子復(fù)合材料的無酶葡萄糖傳感器在29.82μM~0.56 mM范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系；靈敏度為25.79μA mM-1cm-2