氣敏傳感器的制備性能研究

　　隨著石油化學(xué)工業(yè)、煤化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)展，在帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也存在安全隱患，石油化學(xué)工業(yè)、煤化學(xué)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(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒等安全事故，嚴(yán)重危害人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全．因此，及時(shí)檢測(cè)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(cè)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(lái)得到了很大的發(fā)展．當(dāng)升高材料溫度，材料的導(dǎo)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(yīng)，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(dāng)聚合物處于某些溶劑的蒸汽環(huán)境中時(shí)，材料的導(dǎo)電能力快速下降，電阻值隨之急劇增加，產(chǎn)生于PTC效應(yīng)相似的正蒸汽系數(shù)（pVC）效應(yīng)，如果隨著時(shí)間的增長(zhǎng)或溶劑蒸汽濃度的增加，材料的電阻值急劇變小，稱為負(fù)蒸汽系數(shù)（NvC）效應(yīng)．這是因?yàn)?，?dāng)高分子材料處于某些溶劑蒸汽中時(shí)，材料因吸收溶劑蒸汽而導(dǎo)致其部分溶解或溶脹，材料的電阻突然發(fā)生幾個(gè)數(shù)量級(jí)的增大．當(dāng)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(fù)到膘狀，材料的電阻值隨之下降，甚至恢復(fù)到初始值．因此，一般認(rèn)為某些溶劑蒸汽對(duì)導(dǎo)電高分子材料的“溶解”和“解溶解”，“溶脹”和“解溶脹”是引起復(fù)合材料電阻變化而產(chǎn)生氣敏響應(yīng)行為的根本原因，高分子基導(dǎo)電復(fù)合材料的響應(yīng)行為主要表現(xiàn)出PVC或NVC效應(yīng)．目前，對(duì)PVC現(xiàn)象的研究較多，對(duì)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(xué)修飾后，團(tuán)簇現(xiàn)象消失，長(zhǎng)度變短，比表面積增大，且MWCNT端口會(huì)被打開，開口的MWCNT的頂端含有一定量的活性基團(tuán)，可作為物理吸附中心，所以改性后的MWCNT對(duì)氣體吸附能力明顯增強(qiáng)，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(shí)，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(méi)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(diǎn)．
?