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多孔模板法制备PEDOT气体敏感性的研究

电子科技大学学报 2009年第3期38卷 440-442页

作者：郑华靖蒋亚东徐建华杨亚杰应智花电子科技大学光电信息学院。电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都610054

采用单体聚合-溶液浸润-聚合物成管同时进行的方法在氧化铝多孔模板(AAO)中制备了PEDOT纳米管。气体敏感性测试发现纳米管对多种挥发性有机气体有不同的敏感性能,尤其对挥发性醇类,如甲醇、乙醇表现出比普通块材好得多的敏感性。测试结... 详细信息

采用单体聚合-溶液浸润-聚合物成管同时进行的方法在氧化铝多孔模板(AAO)中制备了PEDOT纳米管。气体敏感性测试发现纳米管对多种挥发性有机气体有不同的敏感性能,尤其对挥发性醇类,如甲醇、乙醇表现出比普通块材好得多的敏感性。测试结果表明PEDOT纳米管对1000ppm甲醇气体的响应时间约为10～20s,测试可重复性超过15次,说明PEDOT纳米管不仅提供了较大表面积供气体分子吸附,而且管中分子链取向一致,从而体现出较好的敏感性能。

关键词：气体敏感性纳米管 PEDOT 多孔模板法

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浅析中频感应炉熔炼高气体敏感性钢种

铸造工程 2017年第5期41卷 37-39页

作者：黄麒吴忠仪表有限责任公司宁夏吴忠751100

阐述了钢液中气体的存在形式和来源。分析了钢液中气体析出的机制。提出了中频感应炉熔炼可以采取控制原、辅材料的质量、惰性气体保护熔炼和浇注及正确加入合金元素等工艺措施来避免钢液大量吸气。实践证明，这些工艺措施的采用可以有... 详细信息

阐述了钢液中气体的存在形式和来源。分析了钢液中气体析出的机制。提出了中频感应炉熔炼可以采取控制原、辅材料的质量、惰性气体保护熔炼和浇注及正确加入合金元素等工艺措施来避免钢液大量吸气。实践证明，这些工艺措施的采用可以有效地降低钢液中氮、氢、氧等气体的含量。

关键词：中频感应炉钢液气体敏感性气孔

不同结构ZnO的可控合成及其对气敏性能的影响

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上海大学学报（自然科学版） 2022年第2期28卷 304-313页

作者：李绅周荻雯何新华李飞宁珠凯焦正上海大学环境与化学工程学院上海200444

材料的微观形貌是影响其气敏性能的主要因素.低维结构材料因反应时的团聚问题,极大地限制了其应用.因此,通过设计合成多级结构的纳米材料来提高性能至关重要.通过控制水热时间、阴离子表面活性剂柠檬酸钠的浓度以及pH值来调节形貌,在水... 详细信息

材料的微观形貌是影响其气敏性能的主要因素.低维结构材料因反应时的团聚问题,极大地限制了其应用.因此,通过设计合成多级结构的纳米材料来提高性能至关重要.通过控制水热时间、阴离子表面活性剂柠檬酸钠的浓度以及pH值来调节形貌,在水热条件下成功合成了多级片球状、片花状以及馒头状3种形貌的ZnO纳米材料.通过对气敏性能进行测试,发现多级片球状形貌具有较好的气体敏感性.在340℃时,对100×10^(-6)正丁醇的气敏响应达到238,比相同条件下的乙醇高2.12倍,显示出了较好的选择性.通过研究多级结构的生长机理及传感机制,为设计多级体系结构ZnO高性能气敏材料提供了数据依据.

关键词：多级结构 ZnO 气体敏感性

超声辐射对PVA/CB导电复合材料气敏性能的影响

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塑料 2005年第5期34卷 7-12页

作者：罗延龄刘云霞张春芳陕西师范大学化学与材料科学学院陕西西安710062

以聚乙烯醇(PVA)为基体,填充各种类型炭黑导电粒子,制备了导电复合薄膜.研究了超声作用下导电复合薄膜在不同溶剂蒸气中的气敏性能.考察了PVA与炭黑的比例、炭黑种类、超声时间、超声功率等条件对导电薄膜响应性能与响应稳定性的影响,... 详细信息

以聚乙烯醇(PVA)为基体,填充各种类型炭黑导电粒子,制备了导电复合薄膜.研究了超声作用下导电复合薄膜在不同溶剂蒸气中的气敏性能.考察了PVA与炭黑的比例、炭黑种类、超声时间、超声功率等条件对导电薄膜响应性能与响应稳定性的影响,并对这种导电复合薄膜产生气敏响应性的机理作了分析.结果表明,以PVA/乙炔炭黑组成的导电复合薄膜具有较强气敏响应性.当将其置于丙酮、正丁醇、乙醇、水极性溶剂中,电阻急剧提高102～103倍,表现为正蒸气系数效应(PVC);随炭黑含量提高,复合材料薄膜室温电阻下降,对溶剂蒸气的响应强度提高;超声时间、功率对导电粒子分散行为及复合材料的气敏性有影响,随超声时间延长及功率增大,接枝改性效果明显,导电薄膜的响应性及重复稳定性提高.

关键词：复合材料薄膜气体敏感性聚乙烯醇(PVA) 炭黑超声化学接枝

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MoS_2/Si异质薄膜综合实验研究

实验技术与管理 2017年第3期34卷 43-46页

作者：刘云杰郝兰众高伟张亚萍刘伟华中国石油大学(华东)理学院山东青岛266580

为了让学生更好地了解研究前沿和激发学生对科研探索的兴趣,在大量科学研究工作基础上,设计了MoS_2/Si异质薄膜的制备、微结构表征和气敏性能测量综合实验。该实验选题新颖,涵盖知识点丰富,实验各环节联系紧密,有利于深化学生对理论知... 详细信息

为了让学生更好地了解研究前沿和激发学生对科研探索的兴趣,在大量科学研究工作基础上,设计了MoS_2/Si异质薄膜的制备、微结构表征和气敏性能测量综合实验。该实验选题新颖,涵盖知识点丰富,实验各环节联系紧密,有利于深化学生对理论知识的理解和培养学生的创新思想,有利于培养学生综合运用所学知识独立进行科学研究的素质能力。

关键词： MoS2/Si异质薄膜气体敏感性综合实验

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蝎子栉器结构及其气敏特性仿生研究

蝎子栉器结构及其气敏特性仿生研究

作者：张卡吉林大学

学位级别：硕士

气体传感器作为一种气体检测工具,已广泛地应用到医疗健康、安全、环境保护、工业生产等各个方面。一些气体传感器在长期工作后会出现灵敏度降低、稳定性变差的现象。目前,科研人员主要是从制备新型传感元件表面气敏材料、优化气敏材料... 详细信息

气体传感器作为一种气体检测工具,已广泛地应用到医疗健康、安全、环境保护、工业生产等各个方面。一些气体传感器在长期工作后会出现灵敏度降低、稳定性变差的现象。目前,科研人员主要是从制备新型传感元件表面气敏材料、优化气敏材料分布及结构两个方面提高传感器的灵敏性、稳定性。仿生学是近些年发展较快的一门前沿学科,师法自然,学习自然、模仿自然,带来了工程技术上的原始创新和突破。生物学家测试表明,蝎子具有灵敏的化学感知能力,其栉器是化学感知的重要器官,而蝎子的感知机理及其结构形态的关系至今尚不清楚,从仿生学角度研究蝎子栉器优异的化学感知机理并进行仿生感知结构的设计和制造更是未见报道,是一项创新性工作。本文基于仿生学原理,对比分析具有化学感知能力的三种典型蝎子的气体敏感性,筛选出具有较高气体敏感性蝎子作为研究的生物模本;研究其栉器形态结构特征,分析气体敏感机理;设计制造仿生气敏复合结构表面并进行气体敏感性测试,为制造超灵敏的用于气体检测的仿生传感器进行了新的尝试与探索。本文的主要研究内容及结论如下:首先,对比分析多种蝎子,选取三种具有化学感知能力的典型蝎子(彼得异蝎(Heterometrus petersii)、黑粗尾蝎(Parabuthus transvaalicus)、东亚钳蝎(Buthus Martensii))作为生物原型;通过生物行为学试验对比分析三种蝎子对乙醇、乙醚气体的敏感性,最终确定东亚钳蝎为本文研究的生物模本。接着,采用扫描电镜、原子力显微镜、X射线三维显微镜等多种观测手段,对东亚钳蝎栉器的表面形态及二维、三维结构进行了表征。栉器是一种精巧的生物结构,测试难度大。栉器位于蝎子腹部,由两个分开的梳状结构组成,整体呈“八”字形分布;梳状结构上有一系列整齐排布的梳齿,靠近腹部的梳齿侧面上分布有大量的凹坑与柱状结构组合体。基于栉器形态、结构特征及尺寸参数,利用CATIA软件建立仿生结构模型,并对其进行了ANSYS-FLUENT流体仿真分析,探究蝎子栉器形态结构与其气体敏感性之间的关系,揭示东亚钳蝎栉器基于结构的气体敏感性机理。最后,以东亚钳蝎栉器为原型,结合加工工艺精度,设计9种具有复合结构的仿生表面模型和3种光滑表面模型,同时采用3D非金属打印技术制造。接着,使用化学方法在打印出来的样件表面生成一层均匀的氧化锌,并利用扫描电镜对其表面形貌进行表征。随后自行搭建了仿生样件气体敏感性测试系统,对仿生样件的气体敏感性及电阻变化率进行了测试,分析得到了影响仿生样件电阻变化率(气体敏感性)的主次因素顺序为凹坑直径(B)、基底弧面弧度(A)、凹坑间距(D)、凸起结构横宽/弧线长(C),最优组合为:A=30°、B=2.6 mm、C=1.0mm/1.0 mm、D=2.7 mm,与平面光滑样件相比,最优组合样件气体敏感性增强了1.23倍。同时通过回归分析,得到了样件气体敏感性与各因素之间的回归方程。

关键词：蝎子栉器结构气体敏感性仿生制造

ZIF-8及其衍生物基复合材料的制备与气敏特性研究

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ZIF-8及其衍生物基复合材料的制备与气敏特性研究

作者：詹梦梦江苏大学

学位级别：硕士

现代社会在大力发展经济的同时,也造成了一系列危害,如工业产生的烟尘、烟雾,植物撒药施肥产生的挥发性有毒气体等。这些有毒有害气体不仅对环境产生污染,而且对人类的身体和生活造成巨大伤害,因此开发灵敏度高、成本低廉、携带方便、... 详细信息

现代社会在大力发展经济的同时,也造成了一系列危害,如工业产生的烟尘、烟雾,植物撒药施肥产生的挥发性有毒气体等。这些有毒有害气体不仅对环境产生污染,而且对人类的身体和生活造成巨大伤害,因此开发灵敏度高、成本低廉、携带方便、稳定性能高的气体传感器,能够及时有效地检测污染源,以采取监控防御措施。气体传感器的优异性能与气敏材料的微观结构和形貌密切相关,普通的单相气敏材料已远远达不到人们当前的检测需求。基于此,本论文利用ZIF-8多孔纳米晶体材料的大比表面积、高孔隙率等特点,以ZIF-8材料为模板,并与其他半导体氧化物复合在一起形成复合材料,优化其气体传感器的性能参数,具体结果如下:(1)采用有机溶剂热法,通过改变2-甲基咪唑和Zn(NO)·6HO在甲醇溶液中的配比,制备四种比表面积不同的多面体ZIF-8纳米材料。经过检测ZIF-8基气敏元件对NH、CO、HS、SO、CH和NO的响应,得到的四个样品均对NO表现出高的响应,其中ZIF-8-8纳米材料的响应最高,即在最佳测试条件下(350℃,100 ppm NO)响应值为118.5。(2)在利用有机溶剂热工艺制备ZIF-8多孔纳米材料的基础上,与不同摩尔比的SnO复合,制备三种核壳中空球SnO/ZIF-8-x(x=1、2、3)复合材料。该三种样品对NO气体的响应值分别是:80.39、57.39和164.86,其中SnO/ZIF-8-3的响应值高于单一ZIF-8,且大大缩短了响应和恢复时间(分别为60 s和45 s)。(3)以ZIF-8为模板,通过模板辅助法与Ni离子复合,制备Ni/ZIF-8复合材料,再经高温退火处理获得类花瓣状NiO/ZnO纳米复合材料。经过对NO、HS、SO、NH、CO和H的气敏检测,发现NiO/ZnO基气体传感器在最适宜的工作条件下对HS气体展现出高响应、选择性好及恢复时间较短(34 s)。

关键词： ZIF-8 ZIF-8基复合材料溶剂热法气体敏感性

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Morpho蝴蝶蝶翅微纳结构气敏特性分析

湖北工业大学学报 2016年第2期31卷 16-19页

作者：王正龙邬文俊史迎湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

基于Morpho蝴蝶蝶翅在气体中反射率与介质折射率关系的研究,提出一种简单、快捷的气体敏感性检测方法。在Morpho蝶翅微纳结构基础上,建立一种便于分析的平面结构模型,研究模型参数对反射率的影响。将仿真结果与测试结果对比发现:介质浓... 详细信息

基于Morpho蝴蝶蝶翅在气体中反射率与介质折射率关系的研究,提出一种简单、快捷的气体敏感性检测方法。在Morpho蝶翅微纳结构基础上,建立一种便于分析的平面结构模型,研究模型参数对反射率的影响。将仿真结果与测试结果对比发现:介质浓度不同折射率不同,光学特性表现则不同,浓度越高,折射率增大,反射光谱峰值减小且向波长较大方向偏移。这一结论揭示了Morpho蝶翅气体敏感性是由于气体介质在蝶翅表面形成了液体薄膜,从而改变光学特性所导致的。

关键词： Morpho蝴蝶气体敏感性光学特性