【摘要】： 納米材料的有序微陣列體系的制備對于規(guī)模化功能器件如傳感器等的研制具有重要的意義。陽極氧化鋁模板(AAO)具有高度有序的陣列結構,而且制備工藝簡單、易于工業(yè)化生產等特點,用氧化鋁模板制備納米材料有序陣列體系已被視為最有前途的方法之一。 本文主要研究了采用AAO模板電化學合成聚吡咯納米線陣列結構,將聚吡咯納米線陣列利用半導體工藝制做成了氣體傳感器,用來檢測氨氣,并對其響應原理給出了解釋。另外,本論文還探討了聚吡咯陣列器件檢測揮發(fā)性有機化合物的蒸氣,初步探討了聚吡咯納米線陣列測試溶液中的揮發(fā)性有機物。 論文第一章介紹了導電聚合物的發(fā)展、導電機制和應用,導電聚吡咯材料的發(fā)現和合成方法,以及在傳感器方面的應用,最后介紹了揮發(fā)性有機化合物的危害及其檢測方法。 論文第二章主要研究了恒壓下有序陽極氧化鋁模板的制備,將氧化鋁模板一面蒸金后作為工作電極,采用三電極,在不同溶劑中用電化學方法恒電位合成聚吡咯納米線陣列結構。用掃描電子顯微鏡、紅外光譜、XPS、XRD對水溶液中合成的聚吡咯納米線進行了形貌、結構和結晶程度的表征和分析。 論文第三章以聚吡咯納米線為氣敏材料,制備了陣列式氣體傳感器,測量了器件對氨氣的響應,氨氣是一種富電子氣體,與聚吡咯納米線作用后,聚吡咯結構中的空穴減少,引起電阻的變化。由于聚吡咯納米線陣列中存在大量的氣體擴散空間,而且納米線直徑較小,所以制備的傳感器對氣體的吸附和脫附速度快,響應和恢復時間短,靈敏度也有很大提高,而且在1.5 ppm-77 ppm范圍內,氨氣濃度的倒數與靈敏度的倒數成線性關系。對氣體的響應機理也給出了合理的解釋。 第四章主要利用聚吡咯納米線陣列結構的電阻變化檢測了丙酮、間二甲苯揮發(fā)性有機化合物,利用電容信號的變化初步研究了聚吡咯納米線陣列電容器對溶劑(正己烷)中鄰二氯苯的檢測。 最后對論文的工作進行了總結,并對下一步工作提出了展望。
【圖文】：

極化子與雙極化子的示意圖

分布較為隨機，孔徑大小不均一。二次氧化的條件除時間外均和一次氧化相同，二次氧化的時間視所需膜厚的要求而定。本實驗二次氧化時間為 12 h，二次氧化后，用飽和的 SnCl4進行置換反應除去背面的鋁，然后清洗，烘干后，用 6wt%的 H3PO4除去氧化膜底部的阻礙層，，除鋁的一面與 H3PO4接觸，直至模板表面有溶液滲出，表面通孔完畢。然后清洗干凈，烘干備用。氧化鋁膜的孔徑大小取決于陽極電壓、電解液類型、濃度及在 6wt%的 H3PO4溶液中浸泡的時間。鋁的陽極氧化膜的制備可用示意圖 2.1來表示：
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TB383.1

【參考文獻】

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本文編號：2516994