甲醛QCM氣體傳感器的制備與特性研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對居住環(huán)境安全越來越重視，甲醛(HCHO)是室內(nèi)空氣的主要污染物質(zhì)之一，研發(fā)一種低成本、可室溫工作、快速檢測低濃度甲醛的傳感器具有重要意義。石英晶體微天平(QCM)氣體傳感器具有高靈敏、快響應(yīng)、低噪聲、低成本、制備方便、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，因此本文以QCM器件為傳感結(jié)構(gòu)，制備了有機(jī)聚合物/多壁碳納米管復(fù)合薄膜甲醛傳感器，研究了其在室溫條件下對低濃度甲醛氣體的敏感特性。論文主要內(nèi)容包括以下兩個方面：
　　1．采用

2、氣噴工藝在QCM器件上沉積了聚乙烯亞胺/多壁碳納米管(PEI/MWNTs)復(fù)合敏感膜。室溫條件下，研究了膜厚和復(fù)合材料配比對QCM傳感器氣敏性能的影響，優(yōu)化了工藝參數(shù)，并測試分析了優(yōu)化的PEI/MWNTs-QCM傳感器對低濃度甲醛的敏感特性。結(jié)果表明該傳感器在0.6-6ppm甲醛測試范圍內(nèi)具有良好的響應(yīng)特性，其線性擬合系數(shù)（R）為0.9706，靈敏度達(dá)到了0.4Hz/ppm，檢測下限為0.6ppm；同時該傳感器具有良好的重復(fù)性和選擇性。

3、穩(wěn)定性測試結(jié)果表明所制備的傳感器對甲醛的響應(yīng)值變化較小，但響應(yīng)和恢復(fù)時間有所增長。濕度和溫度對傳感器甲醛敏感特性影響較大。結(jié)合X-射線光電子能譜分析（XPS）和紫外-可見光譜分析，認(rèn)為PEI與 MWNTs之間存在氫鍵作用，其復(fù)合薄膜對甲醛的敏感機(jī)理主要源于甲醛氣體分子與PEI中胺基官能團(tuán)發(fā)生的可逆親核加成反應(yīng)。
　　2．在 PEI/MWNTs復(fù)合薄膜基礎(chǔ)上，采用氣噴工藝制備了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）/MWNTs-QCM傳感器，并測