基于气敏复合材料中炭系载流子填充聚合物气敏响应机理研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:oyjing
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本文采用了两种不同的炭系载流子(炭黑和碳纳米管)填充聚合物(聚偏氟乙烯和聚氨酯)形成的两种气敏导电复合材料,由于纳米级的碳颗粒具有高的团聚特点,所以实验根据聚合物的特点采用了等离子体技术和原位聚合的方式进行炭系载流子修饰改性,并使用红外、紫外、透射、热重、偏光显微镜对固化薄膜进行了形貌观察与结构表征。   实验表明炭系载流子炭黑和碳纳米管由于结构的不同,响应机理存在很大差别。同时也表明在采用离子体技术对该气敏材料进行修饰改性,来提高气体传感器的稳定性和选择性;O2等离子体放电处理改善导电薄膜表面微观结构形态,增强了导电薄膜的气敏响应性能。   而聚氨酯(PU)复合导电薄膜是基于导电填料(羧基功能化多壁碳纳米管,MWNTs-COOH)与聚氨酯间氢键相互作用基础上进行气敏响应行为。实验结果表明,制备的聚氨酯样品中存在着由软、硬段微区形成的微相分离结构,羧基功能化多壁碳纳米管通过氢键相互作用分散在聚氨酯基体中。固化得到的复合导电薄膜显示出高效的、有选择性的针对一些非极性有机溶剂饱和蒸气,如苯,环己烷,四氯化碳等强的响应性,响应强度均达到2.0×106,这主要取决于聚氨酯基体的膨胀效应及软、硬的组成比例。   这些气敏复合材料均表现出良好的气敏响应性能,为开发新颖的化学气敏传感器开辟了新途径。  
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