【摘要】：金屬卟啉類(lèi)化合物的研究在近年來(lái)受到廣泛關(guān)注,其以優(yōu)越的光電性能及對(duì)某些官能團(tuán)的識(shí)別而具有很好的氣敏性,因此將其應(yīng)用于氣體檢測(cè)方面具有重要意義。本文制備了金屬(Fe、Co、Mn)四苯基卟啉化合物,對(duì)其氣敏性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn),探討了干擾氣體對(duì)敏感元件氣敏性能的影響,以及環(huán)境濕度對(duì)傳感元件的影響。本章的前言部分分別系統(tǒng)地介紹了傳感器和氣體傳感器的定義及分類(lèi);介紹了光波導(dǎo)氣體傳感器的發(fā)展、分類(lèi)及應(yīng)用;重點(diǎn)介紹了光波導(dǎo)氣敏材料的選擇。在第二章中,系統(tǒng)地對(duì)卟啉及金屬卟啉類(lèi)化合物的特點(diǎn)、合成方法進(jìn)行了介紹;通過(guò)Adler法合成了四苯基卟啉及金屬(Fe、Co、Mn)四苯基卟啉,柱色譜提純;探討了實(shí)驗(yàn)合成過(guò)程中反應(yīng)溶劑、合成時(shí)間對(duì)卟啉產(chǎn)率的影響;通過(guò)核磁共振(~1H NMR)、X射線光電子能譜(XPS)、紅外光譜(FT-IR)和紫外可見(jiàn)光譜(UV-Vis)手段對(duì)其進(jìn)行了表征,并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。在第三章中,將FeTPP作為敏感試劑,利用旋轉(zhuǎn)甩涂法制備了FeTPP薄膜/K~+交換玻璃光波導(dǎo)敏感元件。在室溫下對(duì)甲苯、二甲苯、乙二胺等23種氣體(飽和蒸汽)進(jìn)行多次檢測(cè),確定主要檢測(cè)對(duì)象后,探討了薄膜的形貌對(duì)FeTPP敏感材料氣敏性的影響;通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn),測(cè)定了干擾氣體(甲苯、氨氣、乙醇)對(duì)FeTPP敏感元件氣敏性能的影響;同時(shí)檢測(cè)了環(huán)境濕度對(duì)于敏感元件的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所制備的敏感元件對(duì)乙二胺氣體(蒸汽)表現(xiàn)出較好的選擇性響應(yīng),能夠測(cè)定體積比為1×10~(-10)(V/V_0)的乙二胺氣體;在干擾氣體存在的情況下,該傳感元件對(duì)乙二胺氣體的檢測(cè)體積比可達(dá)1×10~(-7)(V/V_0),環(huán)境濕度對(duì)于敏感元件的影響較小。在第三章實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步探討金屬卟啉配合物分子中心的金屬元素對(duì)于被測(cè)氣體的不同響應(yīng),制備了CoTPP薄膜/K~+交換玻璃光波導(dǎo)元件,在室溫下對(duì)18種揮發(fā)性氣體(飽和蒸汽)進(jìn)行多次檢測(cè),探討了環(huán)境濕度對(duì)敏感元件的影響,同樣測(cè)試了干擾氣體對(duì)于敏感元件氣敏性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:所制備的敏感元件對(duì)乙醇?xì)怏w表現(xiàn)出較好的選擇性,可以檢測(cè)到體積比為1×10~(-6)(V/V_0)的乙醇?xì)怏w,在干擾氣體(苯、甲苯、氨氣)存在的情況下,可以檢測(cè)到體積比為1×10~(-4)(V/V_0)的乙醇?xì)怏w,當(dāng)干擾氣體(苯、甲苯、氨氣)的體積比低于1×10~(-5)(V/V_0)時(shí),對(duì)乙醇?xì)怏w的響應(yīng)產(chǎn)生較小的影響,環(huán)境濕度對(duì)敏感元件的影響可以忽略。第五章是在前兩章工作的基礎(chǔ)上,篩選了中心離子具有空軌道的四苯基卟啉錳作為敏感試劑,制備了四苯基卟啉錳薄膜/K~+交換玻璃光波導(dǎo)元件,在室溫下對(duì)苯類(lèi)、胺類(lèi)、醇類(lèi)等19種揮發(fā)性氣體(飽和蒸汽)進(jìn)行了多次檢測(cè);通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)探討干擾氣體對(duì)于敏感元件氣敏性的影響;與前兩章不同的是:針對(duì)環(huán)境濕度對(duì)敏感元件氣敏性的影響進(jìn)行了更加深入地探討。結(jié)果表明:制備的MnTPP敏感元件對(duì)三甲胺氣體(蒸汽)具有非常好的選擇性響應(yīng)�？梢詸z測(cè)體積比為1×10~(-8)(V/V_0)的純?nèi)装窔怏w;在與干擾氣體(二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)混合時(shí),可以檢測(cè)體積比為1×10~(-7)(V/V_0)的三甲胺氣體。在三種干擾氣體(甲胺、氨氣、乙醇)體積比不大于1×10~(-4)(V/V_0)時(shí),其對(duì)三甲胺氣體響應(yīng)的影響較小。濕度對(duì)敏感元件的影響較小,但環(huán)境濕度大于70%RH時(shí),會(huì)對(duì)TMA氣體的響應(yīng)有一定程度的影響。
【圖文】：

備[2]。國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將傳感器定義為：能夠感受一定的被測(cè)信息，并按照一定到的被測(cè)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換的器件或設(shè)備[3]。.1.2 傳感器的組成感器的組成如圖 1-1 所示，，通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、調(diào)節(jié)電路及相

氣體傳感器分析方法
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP212;TN252

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2696097