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导电聚合物及其金属氧化物复合物薄膜氨气敏感特性的研究

吴岩  
【摘要】: 本论文从提高聚合物敏感性方面着手,用简单易行的方法制备聚合物薄膜及其金属氧化物复合物薄膜。系统的研究了聚合物的敏感性以及影响敏感性的因素,在此基础上通过复合无机氧化物的方法制备聚合物复合物薄膜以提高聚合物的敏感性。 首先,拓展了控制原位聚合法制备薄膜厚度的方法。我们通过控制聚合时间来制备不同厚度的聚吡咯薄膜,系统的研究薄膜厚度对聚吡咯薄膜氨气敏感特性的影响,并在此基础上结合公式计算确定影响聚合物传感器敏感性的因素。 其次,在聚吡咯中添加Fe3O4制备复合物薄膜来提高聚吡咯的氨气敏感特性。我们通过在吡咯水溶液中添加一定质量的无机氧化物的办法原位制备聚吡咯/Fe3O4。氨气敏感测试结果表明,Fe3O4的加入使得聚合物的表面积以及聚合物内部孔隙度增大从而缩短了响应时间。 再次,在聚吡咯中添加TiO2制备复合物薄膜来提高聚吡咯的氨气敏感特性。氨气敏感测试结果证明,加入TiO2以后,不仅传感器的氨气敏感响应时间变短,气体敏感性也有了很大的提高。我们认为,TiO2的加入不仅提高了聚合物的表面积并增大了聚合物内部孔隙度,更为重要的是在聚合物和氧化物之间形成了一个p-n结,从而提高了薄膜的氨气敏感性能。 最后,在聚苯胺中添加Fe2O3制备聚复合物薄膜来提高聚苯胺的氨气敏感特性。氨气敏感测试结果证明,加入Fe2O3以后,传感器的敏感性和响应时间较纯的聚苯胺传感器均有所改善。


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