電化學(xué)合成導(dǎo)電聚合物膜用于pH傳感器的研究.pdf

1、離子敏感場效應(yīng)晶體管技術(shù)（Ion-Sensitive Field Effect Transistor，ISFET）將電化學(xué)和微電子結(jié)合在一起，兼具離子選擇電極的離子敏感特性和場效應(yīng)晶體管的特性，具有重要的研究價值。本文以電化學(xué)合成的聚合物膜為pH敏感材料，利用場效應(yīng)晶體管的電信號放大特性，進(jìn)行了pH敏感電極及傳感器的研究。
　　制作以場效應(yīng)管LF358為輸入級的通用性運(yùn)算放大器，即分離式擴(kuò)展柵極場效應(yīng)管(SEGFET)pH傳感器。

2、采用循環(huán)伏安法，在硅晶片上分別合成聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)膜，制成pH敏感電極。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明20ml苯胺單體溶解在400ml1mol/L硫酸溶液中，掃描電壓為-0.4～1.2V，掃描速率為10mv/s，掃描周期為40圈時，合成的PANI膜在緩沖溶液pH值為2～10范圍內(nèi)有最靈敏的電位響應(yīng)，靈敏度為51.05mv/pH(25℃)，電位響應(yīng)時間約為6min，滯后電壓為6mv;200ml1mol/L稀硫酸溶解10ml吡咯單體，掃描

3、電壓為-0.4～1.2V，掃描速率為10mv/s，掃描周期為20圈時，合成的PPy膜靈敏度最高，為47.15mv/pH(25℃)，電位響應(yīng)時間約為5min，滯后電壓為2mv。掃描電鏡圖(SEM)觀察到PANI膜表面具有較大的孔隙率，PPy膜質(zhì)地致密;紅外光譜圖分析確定合成物質(zhì)為PANI和PPy。
　　苯胺和吡咯進(jìn)行共聚改性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在300ml1mol/L稀硫酸中，吡咯與苯胺的體積比為2∶1，掃描電壓為-0.4～1.2V，掃描

4、速率為10mv/s，掃描周期為20圈時，合成的PANI/PPy膜在pH值為2～10的緩沖溶液中靈敏度最好，為55.90mv/pH(25℃)，電位響應(yīng)時間約為5.5min，滯后電壓為6mv。在最佳配比和聚合參數(shù)條件下，電解液中加入三乙醇胺(0.02mol/L)，合成的PANI/PPy膜靈敏度高達(dá)60.09mv/pH(25℃)，pH響應(yīng)范圍為4～7。掃描電鏡圖顯示共聚薄膜質(zhì)地致密，表面呈凸起和脈絡(luò)狀;紅外光譜圖表明形成了PANI和PPy共聚