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聚苯胺復(fù)合薄膜的E+E濕敏傳感器研究
近年來,聚苯胺成為研究zui熱門的高分子材料之一,它擁有高的靈敏度,優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性,低的成本和在室溫下工作等優(yōu)良性能。聚苯胺吸附H2O時,體積會發(fā)生變化,同時在不同的濕度環(huán)境下,聚苯胺的電導(dǎo)率也會發(fā)生變化。利用這些特性,聚苯胺可以應(yīng)用到E+E濕敏傳感器領(lǐng)域。

聚苯胺復(fù)合薄膜的E+E濕敏傳感器研究
沸石分子篩具有較大的比表面積,較強(qiáng)的離子交換能力,以及可以優(yōu)先吸附一些極性氣體如：NH3、H2O、H2S等性質(zhì),因此分子篩可以在E+E濕敏傳感器中作為一種復(fù)合材料改善傳感器的性質(zhì)。綜上所述,將分子篩與聚苯胺兩種材料按照比例復(fù)合,可以制備出性質(zhì)優(yōu)良的傳感器。對沸石分子篩的合成、復(fù)合薄膜的濕敏性能以及分子篩對復(fù)合薄膜濕度傳感器濕敏性能的改善機(jī)理等有關(guān)問題進(jìn)行了系統(tǒng)性的分析和研究。主要研究內(nèi)容如下：研究了目前沸石分子篩的合成方法,比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),分析了反應(yīng)物的組成和配比、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的量、硅鋁比、酸堿度、晶化溫度和晶化時間對水熱合成分子篩的影響。利用水熱合成,加入結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的方法合成了A型沸石分子篩。制備了不同復(fù)合比例的聚苯胺／分子篩復(fù)合薄膜和聚苯胺薄膜叉指電極濕度傳感器。研究了不同復(fù)合比例傳感器的輸出隨濕度變化的特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與純聚苯胺薄膜傳感器相比,復(fù)合薄膜傳感器的感濕曲線有著更好的靈敏度和對數(shù)關(guān)系,并且復(fù)合比例在15：1時,傳感器的靈敏度和感濕曲線對數(shù)關(guān)系。同時對復(fù)合薄膜傳感器的濕滯特性、響應(yīng)及恢復(fù)特性、重復(fù)性、穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。傳感器具有較好的重復(fù)性和短期穩(wěn)定性,響應(yīng)時間8s,恢復(fù)時間22s,濕滯為5%PH。分析了分子篩作為復(fù)合材料改善聚苯胺薄膜傳感器性能的機(jī)理。由于叉指電極濕度傳感器表面的敏感薄膜存在著電極反應(yīng),導(dǎo)致傳感器的穩(wěn)定性較差。而硅橋傳感器具備線性度好,長期穩(wěn)定性好,功耗低的優(yōu)點(diǎn)。因此我們制備了不同復(fù)合比例的聚苯胺／分子篩復(fù)合薄膜和聚苯胺薄膜硅橋E+E濕敏傳感器。研究了硅橋傳感器的濕敏特性。

聚苯胺復(fù)合薄膜的E+E濕敏傳感器研究
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合材料硅橋傳感器的*復(fù)合比例為10：1。硅橋濕度傳器具有較好的線性度,重復(fù)性和長期穩(wěn)定性,濕滯為3%RH,響應(yīng)時間17s,回復(fù)時間45s。討論了復(fù)合材料在濕敏性能上改善的機(jī)理。