碳納米管的聚苯胺摻雜研究及其在氣敏傳感器中的應用.pdf

1、準一維的碳納米管是一種潛在的優(yōu)良氣敏材料，它具有很大的表面-體積比和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，對一些氣體分子有很強的吸附能力。同樣，聚苯胺也具有一定的氣敏響應特性，摻雜聚苯胺后的碳納米管，其氣敏特性有顯著提高?；?，本論文主要做了以下的研究：
　　 論文中采用了較為簡單的原位聚合法，制備出了本征態(tài)聚苯胺。并利用介電泳方法可實現(xiàn)對碳納米管的定向操控的特性，通過優(yōu)化控制碳管所在交流電場的幅值、頻率及時間等參數(shù)實現(xiàn)在叉指電極間定向排布碳納米管、

2、聚苯胺纖維膜，測試了兩種材料對氨氣的響應特性，從響應時間、恢復時間、線性度等參數(shù)分析其特點。
　　 同時，本文重點介紹了基于聚苯胺及多壁碳納米管復合材料的氨氣傳感器的制備與測試，使用原位聚合法使苯胺單體以碳納米管為核心進行聚合反應，運用介電泳法制備多壁碳納米管/聚苯胺氣敏復合膜傳感器。該傳感器對10ppm氨氣的響應靈敏度為3.4，響應時間15s，而對比實驗中聚苯胺膜傳感器的靈敏度為1.9。實驗結(jié)果表明，由于碳納米管在介電泳過程中

3、構(gòu)建的大比表面積納米三維結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的導電率，納米復合材料的微觀結(jié)構(gòu)和導電性能都得到大幅改善，從而使得復合物具有相對于本征碳納米管和聚苯胺膜更好的氣敏特性。
　　 此外，我們還采用直接分散法對碳納米管進行聚苯胺摻雜，實驗結(jié)果證明，基于直接分散法制備的碳納米管聚苯胺混合物氣體傳感器的響應為2.837。與之前本征碳納米管制作的氣敏傳感器相比，響應時間大大縮短，恢復時間略大于之前的傳感器，并且直接分散法制作的傳感器在1000s左右時能完