隨著空氣污染程度的日益加重,人們對有毒有害氣體的檢測及監(jiān)控越來越關(guān)注。氨氣（NH₃）作為一種有毒的空氣污染物,當它在環(huán)境中的濃度超過一定的水平時會嚴重刺激人體器官從而損害人體健康。另外人體呼吸和食物腐爛過程釋放氨氣的濃度分別與人體健康狀況和食物新鮮度相關(guān)。因此,制備出高性能的室溫氨氣傳感器對于環(huán)境檢測、疾病診斷及食品安全等領(lǐng)域均具有重大的實際意義�？紤]到現(xiàn)有氨氣傳感器存在成本昂貴、靈敏度低和檢測限高等一些不足,本文采用簡便的水熱法和氧化聚合法制備了鍺酸鍶（SrGe₄O₉）、聚苯胺（PANI）以及聚苯胺-鍺酸鍶（PANI-SrGe₄O₉）納米復合材料,隨后利用所合成的材料制備了復合薄膜NH₃傳感器,并對其氣敏特性進行了研究。本論文的主要研究內(nèi)容歸納如下:（1）采用水熱法成功制備了SrGe₄O₉納米線,合成的納米線形貌均勻、表面光滑,長度約為幾微米,直徑在30-100 nm之間。通過氧化聚合法制備了PANI與PANI... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氣體傳感器按工作原理分類

灞憧梢岳?謎庖恍災(zāi)適迪治?接臚迅健Ｄ殼?合成的高分子導電聚合物眾多，在氣體傳感器領(lǐng)域應(yīng)用較多的主要包括PANI、聚吡咯、聚噻吩等，其中PANI由于原料廉價、合成簡單、穩(wěn)定性好以及獨特的摻雜機制得到了廣泛的研究[30]。PANI單分子鏈的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，其中y取決于PANI的氧化程度，導電性也隨之變化。目前通常采用質(zhì)子酸摻雜的方式來控制PANI的導電性，使其處于一個合適的區(qū)間，更值得一提的是，由于其單鏈上的氨基官能團的存在，其對NH3分子具有一定的特異性吸附能力。因此高分子導電聚合是一種優(yōu)良的氣敏材料。圖1-1聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)在人類還沒有開啟微觀世界的大門之前，人類對于碳材料的認知都停留在石墨和煤炭等塊材階段。1985年，美國休斯敦大學和英國薩塞克斯大學的兩位教授發(fā)現(xiàn)了富勒烯(C60)，這激起了科學家對碳納米材料的研究興趣。直到2004年，來自英國曼徹斯特大學的A.K.Geim和K.S.Novoselov師生兩人利用機械剝離法獲得了具有單層原子厚度的二維單晶薄膜碳材料，隨后并命名石墨烯[26]。隨著研究的進行，科研人員發(fā)現(xiàn)石墨烯擁有著獨特的電學光學特性，并被廣泛應(yīng)用氣體傳感器領(lǐng)域[27-28]。當石墨烯與氣體分子接觸時，其二維晶格的碳原子會失去或得到電子，這會導致石墨烯的導電性發(fā)生變化。另外，由于其具有單層碳原子層的特殊結(jié)構(gòu)，使得它具有極大的比表面積以及顯著的表面效應(yīng)，具有足夠的化學活性和氣體吸

積過程進行分子級的控制，實現(xiàn)多組分的穿插，有利于薄膜的功能化；同時，這種強烈的相互作用力也使不同材料之間的結(jié)合更加緊密，薄膜結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定[53-55]。另外，相比于其他的薄膜制備方式，該項技術(shù)具有操作簡單、成本低、成膜均勻等優(yōu)勢。本文中所用到的靜電力自組裝的具體過程是：首先對襯底表面進行紫外氧等離子體處理，使得襯底表面引入極性基團并增強其親水性。隨后再利用帶正電的聚陽離子Polydialyldimethyldiammoniumchloride(PDDA)與帶負電的聚陰離子Polysodium-pstyrenesulfonate(PSS)對基片進行預處理，過程如圖2-1所示。PDDA首先在基底表面通過其粘附性吸附生成一層薄膜，然后通過靜電力層層自組裝生長上PSS，最后將處理好的基片浸入到苯胺單體溶液中聚合生長PANI鏈。圖2-1靜電力自組裝PANI薄膜流程圖2.2敏感元器件結(jié)構(gòu)設(shè)計和制備工藝各種類型的氣敏傳感器有著不同的工作原理和結(jié)構(gòu)，相應(yīng)也有各自的優(yōu)勢和不足。本文中所選用的器件形式主要是叉指電極式，主要是因為其具有可成批量制

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]導電聚合物納米復合薄膜的制備及其氨敏特性研究[D]. 太惠玲.電子科技大學 2008

碩士論文
[1]柔性氨氣傳感器設(shè)計、制備及其敏感特性研究[D]. 何載舟.電子科技大學 2019



本文編號：3232543