CNT气体传感器

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1、万方数据·202-化学通报2009年第3期hup：／／wr．．hxtb．org碳纳米管基气体传感器研究进展张文惠张伟德。(华南理工大学化学与化工学院广州5W640)摘要碳纳米管具有灵敏度高、响应快和工作温度低等优异的气敏特性，近年来碳纳米管基气体传感器的研究成为研究热点。概述了碳纳米管基气体传感器的种类、结构特点、气敏性能和未来的发展方向，着重介绍了纯的碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和碳纳米管阵列的气敏特性，以及碳纳米管的修饰或碳纳米管与高分子材料、氧化物等复合对其气敏性能的影响。关键词碳纳米管修饰复合气体传

2、感器ProgressofCarbonNanotubes—basedGasSensorsZhangWenhui，ZhangWeide。(SchoolofChemistryandChemicalEIlgineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640)AbstractTheuniquestructureofcarbonmmotubesexhibitsfantasticphysicalandchemicalcharacteristics．Carbonnano

3、tubeshavebeenconsideredpromisingmaterialsbrgasser珀olB．Thedevelopmentofcarbonnanotubes-basedgassen∞rBhasattractedintensivel_e$earchinterestinthepastfewyearsbecauseoftheirexcellentgassensingpropertiessuch髓hiishselectivity，promptresponseandlowworkingtemperature．Th

4、efabrication，structure，gassensingcharacteristicsandthefutureresearchtrendofcarbonnanotubes-basedgasselrlflor8alediscussed．GasseltlgOlr,sbasedonsingle-walled，multi-walledandwell-alignedcarbonnanombesarrays&reintroduced．Modificationofcarbonnanotubeswithmetals，oxi

5、desandpolymersforgas8el"lⅢ)rl$isalsodiscussed．KeywordsCarbonrm-otubes，Modification，Composites，Gas8elllBOl[B1991年，Iijima¨1首先发现了碳纳米管(cNTs)，按照管壁的层数，它可分为单壁(SWNTs)和多壁(MWNTs)两种。由于碳纳米管具有独特的结构和许多奇特的性质，例如高的比表面积、超高的力学性能、随着直径和手性的变化呈现金属或者半导体的导电性质n1等，得到了研究人员的高度关注，在场发射、分子电子器

6、件、复合体增强材料、储氢储能材料等众多领域进行了广泛研究。与传统气敏材料相比，CNTs具有高的比表面积、高的电导率、丰富的孔隙结构、相当高的表面能和稳定的理化性质，是一种有着广阔应用前景的气敏材料。CNTs可以在常温下工作，无需附加温控单元，可节约能耗，使传感器的整体结构变得简单；同导电聚合物相比，CNTs常温下理化性质稳定，可长期使用。通过修饰或复合可大大改善CNTs的气敏性能，使CNTs的综合气敏性能得到提高。已报道CN％基气体传感器可检测多种气体或有机蒸汽如NO：、NH3、CH、CO：、02、乙醇、四氢呋喃、苯

7、、甲苯、环己烷等。1CNTs气体传感器1．1SWNTs气体传感器SWNTs气体传感器可检测的主要气体是N02和NH3，且具有灵敏度高、响应快和工作温度低等优点。缺点是恢复慢，可通过加热、紫外灯照射等方法来改善气体恢复特性。Kong等‘31把由化学气相沉积法在分散有催化剂的Si02／Si基片上制得一根直径1．8rim的单壁半导体碳纳米管(S．SWNT)，以在张文惠女，25岁，博士生。从事纳米材料合成及气体传感器研究。-联系人E-mail：zltangwd@scut．edu．cn教育部高等学校博士点基金项目(200vos

8、sloos)资助．2008-06-02收横，2008-08-14接受万方数据http：／／www．hxtb．org化学通报2009年第3期·203·20nm厚的镍上覆盖一层60rim金构成的金属电极，形成金属／S．SWNT／金属结构(如图1(a)所示)用于检测NO：和NH3。研究发现，当暴露在NO：或NH，中时，该结构呈现出P型半导体的性质，半