基于聚苯胺的气体传感器和近场通讯传感器特性研究

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在现代社会中,我们的生命健康和生活品质受到来自各方面的威胁,比如环境中的有害气体氨气。因此采用正确的方式对环境中氨气的浓度进行检测至关重要,而气体传感是一种有效和便捷的检测方法。另一方面,食品安全对于我们的健康同样至关重要,肉类是我们必不可少的食物来源。但是如果食用了腐败的肉类食物,对我们的健康非常不利,因为肉类在腐败过程中会产生生物胺(包括尸胺、腐胺等),因此必须加强肉类腐败的检测。我们可以通过检测生物胺来判定肉类腐败的程度,而生物胺是挥发性有机胺,因而生物胺的检测可以使用气体传感的方法。气体传感技术将气体种类、浓度等信息,通过气体敏感材料转化为能够检测到的电信号等。NFC近场通讯技术正在不断发展和成熟,产品形式也越来越丰富,其中比较典型的产品是NFC标签。NFC标签由NFC芯片和NFC天线组成,通过其他NFC设备的扫描能实现一些便捷的应用。NFC天线上的附着物质成分以及周围的物理化学环境,会对NFC标签的阻抗和增益产生影响。本论文基于聚苯胺和NFC标签,主要开展了以下几个方面的工作:(1)将植酸体系的PANI作为气体传感器的敏感材料,测试了对不同浓度的NH3和生物胺的气体响应性能。(2)合成了植酸体系的PANI/CeO2复合物,并作为气体传感器的敏感材料,测试了对不同浓度的NH3的气体响应性能。(3)合成了对甲苯磺酸铁体系的PANI,并将其作为气体传感器的敏感材料,测试了对不同浓度的NH3和生物胺的气体响应性能。(4)介绍了两种类型的近场通讯传感器,turn-off传感器和turn-on传感器,阐述了两种近场传感器的设计和气体响应性能。turn-off传感器采用两步法制备,首先打断标准NFC标签天线的一部分,然后用导电聚合物PANI敏感料填充。turn-on传感器采用一步法制备,无需打断NFC标签,直接将导电聚合物PANI敏感材料集成于NFC标签天线上。从而实现气体的无线检测。
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