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NO2是一种有毒有害气体,对自然环境和人类生存造成了严重的损害。多年来随着社会经济的不断发展、信息时代应用需求的提升,研究人员不仅致力于提高NO2传感器的灵敏度、降低检测限度,而且倾力于柔性NO2传感器的研究。本论文就前人的研究基础,采用原位自组装与化学氧化聚合相结合的方法分别与二氧化铈(CeO2)和氮掺杂多壁碳纳米管(N-MWCNTs)复合,在柔性衬底聚酰亚胺(PI)上制备PPy-CeO2复合薄膜和PPy/N-MWCNTs复合薄膜,并在室温下检测了低浓度(0.5-10 ppm)NO2气体。结合复合薄膜的形貌分析和光谱分析,建立了相应的气敏机理。具体研究内容如下:1.以吡咯(Py)单体为前驱液,六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)为氧化剂,在柔性聚酰亚胺(PI)衬底上制备聚吡咯-二氧化铈(PPy-CeO2)复合薄膜。通过UV-Vis、FTIR、SEM、TEM及XRD、XPS对纯PPy和PPy-CeO2复合材料进行了表征分析,结果表明:PPy与CeO2以一定的相互作用复合,且PPy-CeO2呈典型的核-壳结构。在室温条件下研究了纯PPy薄膜和不同配比的PPy-CeO2复合薄膜对二氧化氮(NO2)的响应特性,结果表明,PPy-CeO2复合薄膜传感器显示出更优的响应特性,当Py单体与CeO2的摩尔比为2时,复合薄膜的灵敏度是纯PPy薄膜传感器的12.6倍,且具有良好的重复性和选择性,当对该柔性传感器进行500次弯曲-拉伸循环后,薄膜对10 ppm NO2的响应度降低了3.4%,最后简要分析讨论了PPy-CeO2复合薄膜传感器的NO2敏感机理。2.以同种制备工艺在柔性衬底上制备PPy/N-MWCNTs复合薄膜,并对该复合薄膜进行退火处理。通过SEM和TEM形貌分析表明,复合薄膜呈多孔棒状结构,PPy和N-MWCNTs呈典型的核壳结构,有利于NO2气体的吸附。对比分析退火对复合薄膜的影响,结果表明:退火后的复合薄膜对NO2气体具有更高的响应度,是未退火复合薄膜响应度的10.2倍,且在200-400℃退火范围内,复合薄膜对NO2的气敏响应度先上升后下降,在350℃时达到最高。然后探讨了不同N-MWCNTs掺杂量对PPy/N-MWCNTs复合薄膜的气敏影响,结果表明:当N-MWCNTs掺杂量为10 mg时,复合薄膜对NO2的气敏响应度达最高,对5 ppm NO2的响应度为-23.84%,弯曲-拉伸500次后,响应度不变,1500次后,响应度差异较小,最后对PPy/N-MWCNTs复合薄膜的增敏机理作了简要分析。