DMMP在纳米分子筛敏感薄膜中的解吸附特性.pdf

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1、2010年第29卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)21DMMP在纳米分子筛敏感薄膜中的解吸附特性姚伟，纪新明，周嘉，包宗明，鲍敏杭，黄宜平(复旦大学微电子学系专用集成电路及系统国家重点实验室，上海200433)摘要：分子筛膜的脱附困难是制约纳米分子筛敏感膜传感器发展的主要技术瓶颈之一，传统的高温脱附和纯氮气吹洗的方法无法有效地使纳米分子筛膜得到再生。针对Silicalite一1，ZSM-5和Cu—ZSM-53种纳米分子筛，利用石英晶体微天平(QCM)技术，研究了氮气吹洗法、高温脱附法和高频交变电场脱附法对甲基磷酸二

2、甲酯(DMMP)气体的脱附特性。结果显示：超声频交变电场脱附法可以使脱附时问从传统方法的20min缩短到60S以内，并达到85％以上的脱附率，使传感器的重复性很快得到再现。关键词：纳米分子筛；类神经毒气甲基磷酸二甲酯；吸附与脱附中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)01-0021-03DesorptioncharacterizationsofDMMPgasinnano-zeolitefilmsYAOWei，JIXin—ming，ZHOUJia，BAOZong-ming，BAOMin—hang，HUANGYi—ping(StateKeyL

3、aboratoryofASICandSystem，DepartmentofMicroelectronics，FudanUniversity，Shanghai200433，China)Abstract：Thedificultyofdesorptionofdimethylmethylphosphonate(DMMP)gasisoneofthekeytechnicalbottleneckwhichrestrictthedevelopmentofDano—zeolitesensitivemembrane．TJ1etraditionaldesorptionmethodsuchashigh

4、-temperaturedesorptionandblownitrogentodrycannoteffectivelymakethenano—zeolitefilmsregeneration．AnoveldesorptionmethodforstrongpolarmoleculeDMMPusinghighfrequencyahernateelectricfieldsisproposed．Threekindsofnano—zeolites，Silicalite一1，ZSM-5andCu—ZSM-5withdifferentsizeandmicrostructurearesynth

5、esized．Theresultshowsthatthedesorptiontimedecreasesfrom20minto60Sandtheratioofdesorptionupto85％byusingthemethodwiththehighfrequencyalternateelectricfieldagainsttraditionaldesorptionmethods．Keywords：nano—zeolite；nervegasDMMP；absorptionanddesorption0引言衡量器件性能优劣的主要指标之一，而影响传感器稳定性各种气体传感器要获得高的灵敏度、好

6、的选择性，就要的最主要因素是敏感膜的脱附特性。分子筛膜的脱附困难研究开发理想的敏感膜。膜的选择首先需对被测气体有较一直是纳米分子筛敏感膜传感器发展的主要技术瓶颈之好的响应，也要求敏感膜有很好的重复和稳定性。分子筛一，传统的高温脱附和纯氮气吹洗办法无法有效地使纳米作为一种吸附材料，有很高的比表面积和吸附能力，有良好膜得到再生。的热稳定性，目前，已被广泛地应用在工业生产中的吸附、针对化学神经类毒气沙林的类似物DMMP，本文探索离子交换和催化剂材料中J。而且，通过制备不同孔径了一种能够使纳米分子筛敏感薄膜快速脱附的方法。根据和形状的分子筛以及特定的化学修饰可以使传感器达到高目标气体D

7、MMP分子的物理和化学性质，以及分子筛敏感灵敏度和高选择性，近年来，在化学传感器领域中得到广泛膜吸附的特点，选择了不同组成、不同结构和不同形貌的关注，如在SAW，QCM，阻抗型等传感器中已有应用一I。3种纳米分子筛敏感膜，Silicalite一1，ZSM-5纳米分子筛和甲基磷酸二甲酯(DMMP)被认为是化学神经类毒剂沙Cu—ZSM-5纳米分子筛，以研究其对DMMP气体的脱附特林的相似物，其化学结构与沙林相似，所以，可以先研究性。DMMP气体传感器，获得神经类传感器的原型。基于纳米1纳米分子筛