硫化氫氣體傳感器基礎(chǔ)研究.pdf

1、本論文的主要工作是對(duì)硫化氫氣體傳感器做基礎(chǔ)探索研究。硫化氫是一種具有臭雞蛋氣味的腐蝕性氣體，有劇毒可爆炸，且廣泛存在，是大氣污染物之一。因此對(duì)硫化氫氣體的檢測(cè)在生產(chǎn)和生活中都具有十分重要的意義。
　　基于現(xiàn)階段對(duì)硫化氫氣體傳感器的理論和實(shí)驗(yàn)研究成果，本論文制備了基于不同敏感材料的不同類型的硫化氫氣體傳感器，并在常溫下對(duì)其敏感性能進(jìn)行了測(cè)試，主要研究工作如下：
　　1、研究了基于質(zhì)量型器件QCM的硫化氫氣體傳感器。先選用聚乙烯

2、吡咯烷酮（PVP）做敏感材料，采用氣噴工藝將其沉積成薄膜，并且對(duì)不同的PVP沉積量(0.1ml,0.2ml,0.3ml)作了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果得出，PVP對(duì)硫化氫氣體的響應(yīng)，除了響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間比較長(zhǎng)、穩(wěn)定性欠缺以外，線性度和選擇性都很好，而且0.2ml的PVP對(duì)所測(cè)試的硫化氫氣體響應(yīng)最佳。形貌表征顯示，薄膜的表面不平整，增加了對(duì)氣體吸附的表面積。而對(duì)PVP薄膜做進(jìn)一步摻雜的PVP/MWCNTs薄膜，測(cè)試結(jié)果得出敏感特性未能達(dá)到提升。在Q

3、CM器件上還嘗試了DPPD材料，但它對(duì)硫化氫的響應(yīng)完全無(wú)恢復(fù)。
　　2、研究了基于平面叉指電極的電阻型的硫化氫氣體傳感器。測(cè)試并分析了單獨(dú)的MWCNTs在平面叉指電極上對(duì)硫化氫的敏感特性。測(cè)試結(jié)果得出，響應(yīng)較大，線性度較高，但是重復(fù)性、選擇性和穩(wěn)定性都較差，需要進(jìn)一步的摻雜改善。而MWCNTs薄膜的形貌整體比較均勻，但有小范圍相互纏繞團(tuán)聚，不利于解吸附。
　　3、研究了基于 PVP/MWCNTs和聚乙烯醇/MWCNTs兩種復(fù)

4、合膜的電阻型硫化氫氣體傳感器。PVP/MWCNTs薄膜表現(xiàn)出對(duì)硫化氫很好的敏感特性，雖然響應(yīng)比MWCNTs的響應(yīng)小，但響應(yīng)和恢復(fù)比較快速，且重復(fù)性、選擇性和穩(wěn)定性都很好，較單獨(dú)的MWCNTs的敏感特性有了很大的改善，唯一的缺陷是高濃度時(shí)出現(xiàn)了飽和現(xiàn)象，且PVP溶液的濃度對(duì)響應(yīng)基本無(wú)影響。薄膜形貌顯示，MWCNTs嵌在 PVP中，混合比較均勻。而聚乙烯醇/MWCNTs薄膜的響應(yīng)比較小，還有嚴(yán)重的基線下漂問(wèn)題，其重復(fù)性、選擇性和穩(wěn)定性都較差