發(fā)布時(shí)間：2023-02-18 15:04

　　隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,環(huán)境污染問題變得越發(fā)嚴(yán)重,如何實(shí)現(xiàn)對有害氣體的快速、精準(zhǔn)檢測就顯得尤為迫切。課題組前期研究的氣體傳感器是利用半導(dǎo)體材料摻雜作為敏感材料,具有響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間短、靈敏度高等諸多優(yōu)點(diǎn);然而前期的研究成果仍存在一些局限性,比如均需要電源為傳感器供電、工作溫度較高,在輸送天然氣的密閉管道等環(huán)境下檢測特定氣體的含量就無法使用此類傳感器,應(yīng)用領(lǐng)域受到了很大的限制。鑒于以上有源傳感器的局限性,本文提出了一種以LC互感耦合原理的無線無源氣體傳感器,利用穩(wěn)定性高、在常溫下就可以工作的聚苯胺/碳納米管作為傳感器的氣敏材料,通過合理的方法制備出了無線無源氣體傳感器,實(shí)現(xiàn)了常溫下傳感器的非接觸測試。主要研究內(nèi)容如下:研究了氣體敏感材料的相關(guān)特性,通過濃HNO₃和濃H₂SO₄這兩種的混合酸溶液對碳納米管材料進(jìn)行化學(xué)修飾,引入了一定的官能團(tuán),通過掃描電子顯微鏡對其進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn),酸化后的碳納米管具有更多的縫隙,吸附氣體分子的能力和對其他敏感納米材料的摻雜能力都有一定的增強(qiáng);將氨基苯單體聚合生成聚苯胺附著于碳納米管表面,從而形成聚苯胺/...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無線無源氣體傳感器
        1.2.2 氣體敏感材料
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第二章 LC諧振式無源氣敏傳感器的相關(guān)理論及結(jié)構(gòu)仿真
    2.1 概述
    2.2 傳感器的原理分析
        2.2.1 傳感器信號的讀取
        2.2.2 平面螺旋電感式氣敏傳感器的敏感機(jī)理
        2.2.3 叉指電容無線無源氣體傳感器的敏感機(jī)理
    2.3 LC傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真
        2.3.1 平面螺旋電感式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真
        2.3.2 叉指電容式氣敏基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真
    2.4 LC諧振式無源氣敏基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制備
    2.5 本章小結(jié)
第三章 碳納米管/聚苯胺復(fù)合材料的制備
    3.1 碳納米管的分散處理
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        3.1.2 碳納米管的酸化處理
        3.1.3 氣敏性能測試
    3.2 聚苯胺的研究
        3.2.1 聚苯胺的結(jié)構(gòu)
        3.2.2 聚苯胺的性質(zhì)
        3.2.3 聚苯胺的合成方法
    3.3 碳納米管和聚苯胺的摻雜
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.3.2 聚苯胺和碳納米管材料的復(fù)合
        3.3.3 復(fù)合材料的氣敏特性分析
        3.3.4 氣敏機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第四章 LC諧振式無線無源氣體傳感器的制備與測試
    4.1 概述
    4.2 基于LC諧振式無源氣敏傳感器的制備
    4.3 基于LC諧振式氣敏傳感器的測試
        4.3.1 測試平臺的搭建
        4.3.2 氣體的配制
        4.3.3 集成螺旋電感式無源氣體傳感器的氣敏性能測試
        4.3.4 集成叉指電容式無源氣體傳感器的氣敏性能測試
    4.4 兩種無線氣體傳感器的測試結(jié)果對比與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3745193