基于纺织品的柔性NH_(3)气体传感器研究

制备了一种新型的柔性NH_(3)气体传感器。首先,将预处理后的纺织织物作为柔性衬底,在其上以喷墨打印技术及化学镀铜方法制作铜导电电极;然后,挤出打印单壁碳纳米管(SWCNTs)气体传感层。性能测试结果表明,在2 V电压作用下,传感器在通入浓度为0.4 mg/cm^(3)氨气的103.8 s内,通过电流由1.35 mA上升到1.46 mA;在撤走氨气的89.2 s内,电流下降到1.42 mA。经过弯曲测试后的传感器,在同样的电压和氨气浓度下,通入氨气的97.39 s内,电流从1.09 mA上升到1.12 mA;在撤走氨气108.57 s内,电流下降到1.0981 mA。在通入或撤走氨气后的短时间内电流变化速度很快,传感器耐弯折性较好,对一定浓度的氨气灵敏度较高。该成果对可穿戴NH_(3)气体传感器的进一步研究和发展有一定参考作用。

柔性钙钛矿气体传感器敏感材料制备工艺研究

采用常温固相反应(研磨法)来制备金属氧化物半导体钙钛矿NiSnO_(3)气敏材料.通过气敏材料的敏感性能研究,发现不同元件由于工艺方面的差异,NiSnO_(3)气敏传感器对气体的响应有较大区别;在60℃以下,NiSnO_(3)材料可以在较低温度下工作,而且温度对其影响较小.混合Al_(2)O_(3)可有效改善NiSnO_(3)材料对NH_(3)的响应速率,但其恢复时间相对缓慢.混合碳纳米管可减小整个气敏元件的电阻值,同一元件重复进行气体检测实验能够较好地恢复效果.

基于空心光波导的激光吸收光谱氨气传感器

空心光波导(hollow waveguide,HWG)可以同时传输红外激光和目标气体,是激光气体传感器中的新型气体池,具有体积小、响应速度快的特点。基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,以空心光波导为气体池,研制了氨气激光传感器。采用波长调制光谱(wavelength modulation spectroscopy,WMS)技术,同时解调气体吸收的一次谐波(1f)和二次谐波(2f)信号,通过1f归一化2f信号实现免校准(calibrationfree)测量。利用标准气体进行验证实验,结果表明,传感器的响应线性度R^2为0.999 8,响应时间24 s。Allan方差结果表明积分时间18 s时检测限为26 ppbv。该传感器可以用于空气中痕量氨气的快速、高灵敏检测。

柔性PANI-SnO2复合薄膜的制备及其对NH3的气敏特性

以苯胺与二氧化锡(SnO2)为前体,通过将原位化学氧化聚合法与静电吸附相结合,在柔性衬底聚酰亚胺(PI)上制备了聚苯胺-二氧化锡(PANI-SnO2)复合薄膜。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射(XRD)对复合薄膜的结构与形貌进行表征,证实了PANI-SnO2的成功合成与复合。对其在室温条件下进行了一系列气敏性能测试,结果表明SnO2的添加有效提升了PANI对氨气(NH3)的响应能力;该PANI-SnO2复合薄膜对体积分数为1×10^-5~6×10^-5的NH3具有良好的灵敏度,此外,该复合薄膜具有良好的重复性与选择性;而且在进行弯折处理后,PANI-SnO2对NH3的响应值并无明显变化。上述结果都表明PANI-SnO2复合薄膜对NH3的检测具有实际应用价值。

基于石墨烯基复合材料的NH_(3)气体传感器研究进展

NH_(3)的排放对环境和人类健康有重大影响。近年来,对NH_(3)的高效实时检测已成为环境监测及分析化学领域的研究热点。作为二维(2D)纳米材料的典型代表——石墨烯,以其独特的物化性能为气体的检测提供了良好的平台。石墨烯及石墨烯基复合材料已被广泛应用于NH_(3)气体的检测。本文综述了近10年来国内外基于石墨烯基复合材料的NH_(3)气体传感器的研究进展,重点介绍了几种常见石墨烯复合材料在NH_(3)气体传感器中的应用。与本征石墨烯相比,金属粒子掺杂石墨烯可增强其对NH_(3)的吸附能力;金属氧化物掺杂石墨烯可有效提高NH_(3)气体传感的灵敏度,但响应时间长、重复性较差;有机高分子掺杂石墨烯稳定性相对较差,对环境要求较高;石墨烯三元复合材料可有效提高传感器的稳定性,改善传感选择性。最后,文章对NH_(3)气体传感器的未来发展趋势进行了展望。

聚吡咯/二氧化钛复合氨敏薄膜的制备及特性研究

采用静电力自组装和原位化学氧化聚合相结合的方法制备了聚吡咯/纳米二氧化钛(PPy/TiO_2)复合薄膜,并进行了表面电阻测试及紫外-可见光谱分析、原子力显微镜分析．利用平面叉指电极结构制备了PPy和PPy/TiO_2薄膜气体传感器,研究了其在常温下对有毒气体NH_3的敏感性．结果表明,相同条件下PPy/TiO_2复合薄膜传感器的响应/恢复时间均优于PPy薄膜传感器．同时测试了PPy/TiO_2复合薄膜传感器的湿度特性和稳定性．