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一氧化碳传感器的制备及特性研究

一氧化碳传感器.jpg

一氧化碳是一种无色、无味气体,一旦吸入人体内就会对人的健康产生非常严重的影响。它会结合血红蛋白生成碳氧血红蛋白,从而无法提供氧气给身体组织,造成血缺氧。当一氧化碳浓度为667ppm时会使人体中约一半的血红蛋白转换为碳氧血红蛋白,严重危及人的生命。凡是含碳的物质燃烧不完全时,都会产生一氧化碳气体。交通业的发展以及煤、石油等燃料的大量消耗使得一氧化碳的排放量也随之剧增。因此,对一氧化碳的监测显得尤其重要。研制出微型化、智能化、低成本、具有可靠选择性和稳定性以及高灵敏度的的一氧化碳传感器势在必行。本文将采用碳纳米管/无机复合材料和聚合物/碳纳米管复合材料气喷在叉指电极上制备传感器,用来实时监测一氧化碳的浓度。主要工作如下:采用气喷工艺在叉指电极上制备MWCNT/Pt复合膜传感器和SWCNT/Pt复合膜传感器,在室温下分别测试了20ppm、40ppm、60ppm、80ppm和100ppm五个浓度对一氧化碳的响应,并对薄膜进行了表征。结果表明:SWCNT/Pt复合膜对CO的气敏特性要优于MWCNT/Pt复合膜,在每个测试浓度下采用单壁碳纳米管的复合膜的响应都要大的多。接着采用气喷工艺在叉指电极上制备单壁碳纳米管\氯化亚铜复合薄膜气体传感器,并测试了五个浓度下对CO的响应,并对薄膜进行了表征。测试结果显示掺入了氯化亚铜无机粉末的复合薄膜传感器的响应要优于单纯的单壁碳纳米管薄膜传感器和纯的氯化亚铜薄膜传感器。SWCNT/CuCl复合膜传感器还表现出了良好的重复性和选择性。采用气喷工艺在叉指电极上制备PANI/SWCNT复合膜传感器和PPY/SWCNT复合膜传感器,在室温下对20ppm、40ppm、60ppm、80ppm和100ppm的CO进行了气敏测试,并对薄膜进行了表征。结果表明:两种聚合物/碳纳米管复合膜传感器都对CO表现出一定的响应,PANI/SWCNT复合膜传感器的气敏性要略好于PPY/SWCNT复合膜传感器。另外,我们还以聚苯胺和单壁碳纳米管为实验对象测试了不同聚合物和碳纳米管配比的复合膜对CO响应的变化。实验证明当聚苯胺和单壁碳纳米管质量分数比为3:1时,传感器的响应最大。

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