高分子納米復(fù)合氣濕敏材料和傳感器研究.pdf

1、高分子及其復(fù)合敏感材料具有制備簡(jiǎn)便、響應(yīng)特性易于調(diào)控，可室溫響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，在氣體和濕度傳感器中得到廣泛應(yīng)用。本論文合成了聚電解質(zhì)/聚苯胺(PANI)，聚電解質(zhì)/還原氧化石墨烯(RGO)納米復(fù)合濕敏材料和不同種類的酸為摻雜劑的納米結(jié)構(gòu)聚苯胺氣敏材料，通過(guò)FT-IR、UV-Vis、SEM、TEM、AFM等手段表征了材料的組成結(jié)構(gòu)及其形貌。采用浸涂的方法制備了電阻型濕敏和氣敏元件，研究了其室溫下對(duì)濕度和氨氣的響應(yīng)特性。討論了材料組成、沉積順序和

2、元件制備工藝等對(duì)其響應(yīng)特性的影響，探討了敏感機(jī)理。
　　采用浸涂法依次沉積敏感膜，制備了具有雙層結(jié)構(gòu)的交聯(lián)季銨化聚（4-乙烯基吡啶）(QC-P4VP)/PANI和QC-P4VP/RGO復(fù)合濕敏元件，考察其低濕響應(yīng)特性。PANI和RGO的引入均能有效降低元件的低濕阻抗，解決了聚電解質(zhì)元件低濕阻抗過(guò)高難以測(cè)定的問(wèn)題。QC-P4VP/PANI復(fù)合元件在1～98％RH范圍內(nèi)阻抗變化約3個(gè)數(shù)量級(jí)，可實(shí)現(xiàn)全濕度范圍內(nèi)濕度的靈敏檢測(cè);QC-P4

3、VP/RGO復(fù)合元件可實(shí)現(xiàn)對(duì)于極低濕度環(huán)境下(0.18％RH)的濕度靈敏檢測(cè)。結(jié)合復(fù)合元件獨(dú)特的雙層結(jié)構(gòu)以及濕敏材料的響應(yīng)特性，提出濕敏響應(yīng)機(jī)理。
　　制備了以鹽酸、樟腦磺酸、對(duì)甲苯磺酸、植酸和聚苯乙烯磺酸(PSSA)為摻雜酸的可分散PANI納米氣敏材料及氣敏元件，發(fā)現(xiàn)PSSA摻雜的PANI元件氨氣響應(yīng)性能最優(yōu)。制備條件對(duì)PANI-PSSA元件的氨氣響應(yīng)也有很大影響。[PSSA]/[苯胺]/[過(guò)硫酸銨]=1∶1∶0.7制備的PAN