水溶性聚苯胺/SmBaCuMO5+δ(M= Cu, Zn, Fe, Co, Ni, V, Cr, Mn)复合气敏材料的制备及其氨敏性能研究

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21世纪以来,随着环境污染问题日益严重,环境监测显得尤为重要,研制具有灵敏度高、工作温度低、选择性能好和响应恢复迅速的气体传感器具有重要的意义。本文以水溶性聚苯胺和SmBaCuMO5+δ(M=Cu, Zn, Fe, Co, Ni, V, Cr, Mn)为原料,用直接氧化法以水为溶剂制备水溶性聚苯胺/SmBaCuMO5+δ(M=Cu, Zn, Fe,Co, Ni, V, Cr, Mn)复合粉体。其中,SmBaCuMO5+δ(M=Cu, Zn, Fe, Co, Ni, V, Cr, Mn)粉体采用凝胶溶胶法制备,水溶性聚苯胺用化学氧化法制备。用XRD分析了无机粉体的晶相,测试了有机粉体的FT-IR吸收光谱,并用TEM表征了有机/无机复合粉体的微观形貌。用静态法测试了单一材料与有机/无机复合材料的气敏性能。研究结果表明:水溶性聚苯胺/SmBaCuMO5+δ(M=Cu, Zn, Fe, Co, Ni, V, Cr,Mn)复合粉体气体传感器在常温环境下即可对氨气产生响应,而且对乙醇,氢气,甲醇,甲烷,甲苯和二氧化氮几乎无响应,对氨气表现出了很高的选择性。复合材料气体传感器对氨气的灵敏度高于单一的有机或无机材料。相对于无机复合氧化物气体传感器的工作温度(300oC以上),复合材料气体传感器大大降低了其工作温度,可以在室温下工作,而且对氨气表现出很高的选择性。综上所述,通过有机/无机材料复合,获得了具有工作温度低、灵敏度高、选择性好、速响应恢复快的新型复合气体传感器,初步探讨有机/无机复合材料的气敏机理及第四周期M元素掺杂SmBaCuMO5+δ(M=Cu, Zn, Fe, Co, Ni, V, Cr,Mn)对气敏性能影响的规律,为该类材料的应用研究做了初步探索。
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