近年來(lái),卟啉及卟啉-金屬氧化物雜化材料引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛的興趣和關(guān)注,在太陽(yáng)能電池、光催化、傳感器等方面用途十分廣闊。本文將對(duì)叔丁基苯基卟啉和原卟啉ix-ZnO、原卟啉ix-TiO₂雜化材料作傳感試劑制備光波導(dǎo)氣體傳感器件;分析了氣敏器件各種性能(靈敏度、穩(wěn)定性、選擇性等),探討了環(huán)境濕度對(duì)器件性能的影響。(1)使用Adler-Longo方法合成對(duì)叔丁基苯基卟啉,并將其用作傳感材料。分別研究了對(duì)叔丁基苯基卟啉氯仿溶液及其薄膜的電子吸收光譜以便比較溶液和固態(tài)狀態(tài)下的吸收光譜;采用旋涂法制得了基于自由基對(duì)叔丁基苯基卟啉的光波導(dǎo)氣敏器件;分別研究了卟啉膜暴露于NO₂、H₂S、SO₂等氣體前后的薄膜吸光度的變化,并挑選了OWG測(cè)試系統(tǒng)的光源。這種易于制備的傳感器對(duì)NO₂具有高靈敏度和選擇性,響應(yīng)時(shí)間快(3 s),恢復(fù)時(shí)間慢(10 min左右),能夠在室溫下測(cè)量低至1×10^-8(V/V₀)的NO₂;用掃描電子顯微鏡(SE...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 傳感器概述
        1.1.1 傳感器簡(jiǎn)介
        1.1.2 傳感器的基本組成
        1.1.3 傳感器的種類(lèi)
            1.1.3.1 電化學(xué)傳感器
            1.1.3.2 光學(xué)傳感器
            1.1.3.3 壓電傳感器
            1.1.3.4 量熱傳感器
    1.2 氣體傳感裝置
        1.2.1 氣體傳感裝置概述
        1.2.2 氣體傳感裝置分類(lèi)
    1.3 平面光波導(dǎo)氣敏裝置
        1.3.1 平面光波導(dǎo)裝置的發(fā)展
        1.3.2 平面光波導(dǎo)裝置的工作原理
    1.4 新型氣敏材料
        1.4.1 陶瓷材料
        1.4.2 半導(dǎo)體材料
        1.4.3 有機(jī)聚合物材料
        1.4.4 雜化材料
    1.5 課題來(lái)源及論文工作
第二章 高靈敏度對(duì)叔丁基苯基自由基卟啉薄膜光波導(dǎo)傳感器在環(huán)境溫度下檢測(cè)低濃度NO₂氣體
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
            2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
            2.2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.2.2 對(duì)叔丁基苯基卟啉的合成
        2.2.3 卟啉薄膜/錫摻雜玻璃OWG裝置的制備
        2.2.4 光波導(dǎo)氣體測(cè)試系統(tǒng)
        2.2.5 光波導(dǎo)氣體測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試氣體
        2.2.6 配制不同濕度的水蒸氣
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 對(duì)叔丁基苯基卟啉的表征
            2.3.1.1 對(duì)叔丁基苯基卟啉的UV-Vis表征
            2.3.1.2 對(duì)叔丁基苯基卟啉的FT-IR表征
            2.3.1.3 對(duì)叔丁基苯基卟啉的1H NMR表征
        2.3.2 檢測(cè)原理
        2.3.3 OWG光源的篩選和氣體檢測(cè)
            2.3.3.1 OWG光源的篩選
            2.3.3.2 氣體測(cè)試
        2.3.4 OWG敏感薄膜的表征及環(huán)境濕度的影響
            2.3.4.1 傳感薄膜的表征
            2.3.4.2 環(huán)境濕度的影響
            2.3.4.3 本章小結(jié)
第三章 卟啉功能化ZnO薄膜光波導(dǎo)傳感器在環(huán)境溫度下檢測(cè)NO₂氣體
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.3 原卟啉ix功能化ZnO薄膜/Sn摻雜玻璃OWG器件的制備
        3.2.4 制備分析氣體
        3.2.5 配制不同濕度的水蒸氣
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 原卟啉ix-ZnO雜化薄膜的表征
            3.3.1.1 ZnO薄膜、原卟啉ix和雜化薄膜UV-Vis分析
            3.3.1.2 ZnO薄膜、原卟啉ix和雜化薄膜的FT-IR分析
            3.3.1.3 ZnO薄膜、原卟啉ix和雜化薄膜的拉曼光譜分析
        3.3.2 OWG光源的篩選和氣體檢測(cè)
            3.3.2.1 OWG光源的篩選
            3.3.2.2 OWG氣體測(cè)試
        3.3.3 OWG敏感薄膜的表征及環(huán)境濕度的影響
            3.3.3.1 敏感薄膜的表征
            3.3.3.2 環(huán)境濕度的影響
    3.4 結(jié)論
第四章 原卟啉ix-TiO₂雜化材料OWG元件的氣敏特性
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.3 原卟啉ix功能化TiO₂薄膜/Sn摻雜玻璃OWG器件的制備
        4.2.4 制備分析氣體
        4.2.5 配制不同濕度的水蒸氣
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 原卟啉ix-TiO₂雜化薄膜的表征
            4.3.1.1 TiO₂薄膜、原卟啉ix和雜化薄膜UV-Vis分析
            4.3.1.2 TiO₂薄膜、原卟啉ix和雜化薄膜的FT-IR分析
            4.3.1.3 TiO₂薄膜、原卟啉ix和雜化薄膜的拉曼光譜分析
        4.3.2 OWG光源的篩選和氣體測(cè)試
            3.3.2.1 OWG光源的篩選
            4.3.2.2 OWG氣體檢測(cè)
        4.3.3 OWG敏感薄膜的表征及環(huán)境濕度的影響
            4.3.3.1 敏感薄膜的表征
            4.3.3.2 OWG環(huán)境濕度的影響
    4.4 結(jié)論
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
碩士研究生期間論文發(fā)表情況
致謝



本文編號(hào)：3859923