接枝氨基的多壁碳纳米管薄膜传感器的气敏特性研究.pdf

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1、18传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第11期接枝氨基的多壁碳纳米管薄膜传感器的气敏特性研究王珂珂，张示城，史可意，孙少骋，谢海芬(1．华东理工大学理学院物理系。上海200237；2．华东理工大学材料科学与工程学院高分子材料系，上海200237)摘要：制作了接枝氨基的多壁碳纳米管薄膜传感器。研究了其对低体积分数甲醛气体的温度响应特性和膜厚与响应的关系。结果表明：当温度为22℃，薄膜的厚度为8．1m时，这种薄膜传感器对低体积分数为20xl0的甲醛气体的响应可

2、以达到2．9％，此体积分数低于国际卫生组织规定的标准。关键词：多壁碳纳米管；氨基；甲醛；气敏特性中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000--9787(2013)11-0018-03Study0ngassensingproperty0fmulti-wallcarbonnanotubest·’hi‘n-n●nnSenS0rSWl●tJ1naml●n0grat⋯tingWANGKe．ke，ZHANGShi—cheng，SHIKe—yi，SUNShao．cheng，XIEHai—fen(1．PhysicsDepartmen

3、t，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China；2．PolymerMaterialDepartment，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Thin—filmsensorwithmulti—wallcarbonnanotubeswithaminograftingisfabricated．Thetemperatureresponsecharac

4、teristicsofsensortolowvolumefractionofformaldehydegasandrelationshipbetweenresponseandthicknessoffilmisstudied．Theresultsshowthatwhentemperatureis22℃，filmthicknessis8．1m，responseofthisthin—filmsensortolowvolumefraction20×10offormaldehydecanreachto2．9％．andthisdetected

5、volumefractionoftbrmaldehydeislowerthantheworldhealthorganizationprovisionstandard．Keywords：multi—wallcarbonnanotubes；amino；formaldehyde；gassensingprope~y0引言化的多壁碳纳米管被制作成甲醛气敏传感器。本文研究了环境问题一直为人们所关注，对环境中的有害气体进这种传感器的温度响应特性与膜厚度及响应的关系特性。行检测越来越受到重视。如何制作一种快速、准确、安1实验全的传感器是检测有害

6、气体的一个重要课题。碳纳米管被实验中使用的多壁碳纳米管的直径小于i0nm，长度为广泛应用于检测低体积分数的气体，如氮氧化物、氨、氢、一5—15Ixm，纯度优于95％，H2s04溶液、HNO3溶液、氯化亚氧化碳和一些有机气体碳纳米管具有纳米级的中空砜、乙二胺、DMF、萘酚溶液均为分析纯。结构、很大的表面积、高电子迁移率、表面修饰和功能用98％的HSO4溶液和79％的HNO3溶液按3：1的化“。建筑和装修材料会释放出甲醛，甲醛是一种致癌比例配制80mL混合溶液置于烧杯中，将1g多壁碳纳米管物质，长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病

7、、鼻咽浸泡于该溶液中超声处理5rain，并在6OqC条件下冷凝回癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变等”。流反应12h；之后，将产物真空抽滤、烘干获得酸化的碳纳到目前为止，检测室内甲醛体积分数的方法主要有分米管。将酸化的碳纳米管研磨成粉末后与25mL氯化亚砜光光度法、电势测定法、电流测量法、电化学生物传感器、光}昆合，超声处理5rain；然后，在120℃条件下冷凝回流反应学方法、压电传感器和滤色贴图测试方法。这些方法24h，同时在120℃条件下蒸馏去除氯化亚砜液体得到接部可以安全地测试甲醛，但仍然有些局限性，比如：灵敏度

8、枝-C1基团的碳纳米管。将接枝一cl的碳纳米管与2mL乙二较低、选择性和稳定性较差等。胺、25mLDMF混合，超声处理3min，然后在160条件下本文提出一种在多壁碳纳米管端部接枝氨基的方法，冷凝回流反应20h；之后，离心分离出固体产物，再置于烘来加强多壁碳纳米