论文部分内容阅读
碳纳米管是一种理想的一维纳米材料,具有极大地比表面积及良好的电学特性,非常适合作为气体传感器敏感材料。论文通过对多壁碳纳米管嫁接不同功能团检测甲醛、甲苯等室内有害气体,提高其对甲醛、甲苯等有气体的响应.论文首先研究了用乙二胺接枝的多壁碳纳米管对甲醛气体敏感的气敏传感器。传感器的制备通过对多壁碳纳米管用浓硫酸/浓硝酸氧化,然后接枝乙二胺,得到的产物利用Nafion/正丙醇溶解后滴涂在叉指电极上,得到最终的敏感膜。并用红外光谱、SEM等手段进行表征。通过N元素分析得到多壁碳纳米管的乙二胺接枝率数据。实验中选择纯碳纳米管、5.55%和18.19%乙二胺接枝率的三种敏感膜分别对20ppb,50ppb、80ppb、120ppb、200ppb浓度的甲醛气体进行了测试,结果发现接枝之后的碳纳米管响应有了明显提高,在甲醛的浓度为20ppb,18.19%接枝率碳纳米管敏感膜对甲醛的响应是纯多壁碳纳米管的13倍。同时分析了接枝后的多壁碳纳米管响应提高的原因；研究了接枝率为18.19%的敏感膜对50ppb浓度的甲醛气体重复性实验和200ppb浓度下与甲醇、乙醇、丙酮、氨气、二氧化碳等其他气体的选择性实验,结果显示了良好的选择性与重复性。论文还研究了用十二胺和苄胺接枝多壁碳纳米管制备对甲苯响应的气敏传感器。检测了纯多壁碳纳米管、十二胺和苄胺接枝的多壁碳纳米管敏感膜对100ppb、200ppb、300ppb、400ppb四种浓度的甲苯气体的响应,结果显示十二胺和苄胺接枝的敏感膜对甲苯的响应分别是纯碳纳米管的3倍和5倍。论文的研究证明了化学接枝改性的方法是提高基于碳纳米管的气体传感器性能的有效方法,为实际气敏传感器的研究应用提供一定的实验基础。