论文部分内容阅读
随着现代工业的发展，人们生活水平得到了极大地提高，但是也承受着严重的生态环境污染，尤其是各种有毒有害气体的污染，因此要对这些气体做出迅速而准确地检测。气体传感器作为传感技术的一个重要分支，受到了广泛重视。半导体金属氧化物传感器在气体传感器中产量最大，应用范围也最为广泛，但半导体金属氧化物传感器在应用中也存在选择性差、稳定性不好、操作温度高等问题。所以新材料的开发无疑是十分有意义的工作。近年来，聚噻吩（PTh）与无机材料的复合物因性能优异、易制备、在空气中可稳定存在、且具有较高的导电性和发光性能等特点引起了人们的极大兴趣，根据PTh掺杂量的不同，复合材料表现出半导体到金属导体的特性，在气敏材料、电催化、二次充电电池材料等方面具有很高的应用潜质。本文开展了PTh/无机复合材料的研究。以WO3和TiO2为无机成分，制备了PTh/WO3和PTh/TiO2复合材料，并研究了其气敏性能，考察了工作温度、掺杂量等因素对气敏性能的影响。主要研究内容如下：1采用化学氧化法制备出了不同聚噻吩掺杂量的PTh/WO3和PTh/TiO2复合材料以及加入表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）后制得的PTh/WO3（-SDS）和PTh/TiO2（-SDS）两种复合材料，并分别检测了相关气敏性能。结果表明：在PTh/WO3和PTh/WO3（-SDS）复合材料中，PTh的最佳掺杂量为50%，最佳工作温度为60℃；在PTh/TiO2与PTh/TiO2（-SDS）复合材料中，PTh的最佳掺杂量为30%，最佳工作温度是80℃。2采用界面聚合的方法制备聚噻吩，并用机械球磨的方法制备不同聚噻吩掺杂量的PTh/WO3和PTh/TiO2复合材料。对所制备材料进行气敏性能测试，结果表明：在60℃时，机械球磨方法制备的50%聚噻吩掺杂量的PTh/WO3具有最高的气敏性能；在80℃时，机械球磨方法制备的30%聚噻吩掺杂量的PTh/TiO2具有最高的气敏性能。3对所制备复合材料均进行了红外、XRD表征和SEM、热重分析，不仅了解了复合材料的结构和形貌特征，同时也确定复合材料的适合工作温度与环境等，为该种材料的进一步研究和应用奠定了一定的基础。