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随着环境污染问题日益严重,研制新型具有低工作温度、高灵敏度、高选择性和快速响应恢复性能的气体传感器具有重要的意义。传统的无机氧化物气体传感器具有检测灵敏度高及响应恢复快等优点,但也存在着如工作温度高、选择性差和稳定性差等缺点。CuPc作为一种新型有机气敏材料具有低的工作温度及高的选择性等优点,但仍存在响应恢复慢等不足之处。CuPc与无机氧化物的复合有望集聚两种材料的优势,制备出具有高灵敏度、高选择性、低工作温度和快的响应恢复时间的新型复合气体传感器。本实验以CuPc、TiO2、LaFeO3及其复合粉体为原料,以乙酰丙酮和乙醇为分散介质配制电泳液,在镀有叉指Pt电极的氧化铝基片上电泳沉积制备p-n型CuPc/TiO2和p-p型的CuPc/LaFeO3复合气体传感器。其中,TiO2粉体采用沉淀法制备,LaFeO3粉体采用sol-gel法制备。以TG-DSC分析讨论了前驱体在烧结过程中的变化,用XRD分析了晶相,测试了粉体的FT-IR吸收光谱,并用SEM表征了膜的微观形貌。用静态法测试了单独材料与复合材料的气敏性能。叠加式CuPc/TiO2和CuPc/LaFeO3复合气体传感器在常温常湿(RH20%)环境下即可以对5ppm的氨气产生响应;混合式CuPc/TiO2和CuPc/LaFeO3复合气体传感器在常温、湿度为RH65%的条件下对5ppm的氨气产生响应。而且传感器对乙醇和丙酮几乎无响应,对氨气表现出了很高的选择性。相对于CuPc传感器的氨敏响应恢复时间(5min以上),复合材料气体传感器对氨气的响应恢复性能得到很大提高,响应恢复时间最短达10s。相对于无机氧化物气体传感器的工作温度(300℃以上)和选择性,复合材料气体传感器大大降低了其工作温度,可以在常温下工作,而且对氨气表现出很高的选择性。综上所述,通过p型CuPc材料分别与n型的TiO2和p型的LaFeO3材料复合,获得了具有常温工作温度、高选择性、快速响应恢复的新型复合气体传感器。本文初步探讨了p-n型和p-p型有机无机复合材料的气敏机理,为该类材料的应用研究打下了基础。