氣敏傳感器的制備性能研究

　　隨著石油化學工業(yè)、煤化學工業(yè)迅速發(fā)展，在帶來可觀的經(jīng)濟效益的同時，也存在安全隱患，石油化學工業(yè)、煤化學工業(yè)產(chǎn)生的有毒、易燃、易爆氣體一旦發(fā)生泄漏，可能會引發(fā)火災、爆炸、中毒等安全事故，嚴重危害人民的生命、財產(chǎn)安全．因此，及時檢測空氣中存在的有毒有害氣體，采取有效措施避免因氣體泄漏引發(fā)的安全事故非常必要．高分子氣敏傳感器是檢測化工生產(chǎn)中的有毒、有害、易燃、易爆氣體的有效手段之一。

　　利用高分子氣敏材料的氣體傳感器近年來得到了很大的發(fā)展．當升高材料溫度，材料的導電能力下降，電阻值隨之上升，這種現(xiàn)象稱為正溫度系數(shù)（PTC）效應，具備這種性質(zhì)的高分子材料稱為正溫度系數(shù)高分子材料．此外，當聚合物處于某些溶劑的蒸汽環(huán)境中時，材料的導電能力快速下降，電阻值隨之急劇增加，產(chǎn)生于PTC效應相似的正蒸汽系數(shù)（pVC）效應，如果隨著時間的增長或溶劑蒸汽濃度的增加，材料的電阻值急劇變小，稱為負蒸汽系數(shù)（NvC）效應．這是因為，當高分子材料處于某些溶劑蒸汽中時，材料因吸收溶劑蒸汽而導致其部分溶解或溶脹，材料的電阻突然發(fā)生幾個數(shù)量級的增大．當材料被重新放到空氣中，由于材料吸收的溶劑揮發(fā)，溶解或溶脹的材料又恢復到膘狀，材料的電阻值隨之下降，甚至恢復到初始值．因此，一般認為某些溶劑蒸汽對導電高分子材料的“溶解”和“解溶解”，“溶脹”和“解溶脹”是引起復合材料電阻變化而產(chǎn)生氣敏響應行為的根本原因，高分子基導電復合材料的響應行為主要表現(xiàn)出PVC或NVC效應．目前，對PVC現(xiàn)象的研究較多，對NVC現(xiàn)象的研究較少固．羥基化多壁碳納米管~IWCNT-OH）不僅具有MWCNT的特性，而且經(jīng)化學修飾后，團簇現(xiàn)象消失，長度變短，比表面積增大，且MWCNT端口會被打開，開口的MWCNT的頂端含有一定量的活性基團，可作為物理吸附中心，所以改性后的MWCNT對氣體吸附能力明顯增強，此外，碳納米管具有龐大的界面，提供了大量氣體通道，靈敏度得到提高．同時，用碳納米管做填充材料制備氣敏材料可以降低傳感器所需的工作溫度，縮小了傳感器的尺寸網(wǎng)，這是其他氣敏材料所沒有的性能，用碳納米管制作的傳感器具有常規(guī)傳感器不可替代的優(yōu)點．
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