聚苯胺/石墨烯纳米复合物气体传感器及其增强气敏效应研究

基本信息
批准号:61471305
项目类别:面上项目
资助金额:90.00
负责人:陈向东
学科分类:
依托单位:西南交通大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:白天蕊,汪志刚,孙江,邬祖全,李哓钰,李宁,陈欣鹏,丁星,朱浩
关键词:
气体传感器件电子鼻气体传感器
结项摘要

For the main purpose of implementation of high performance gas sensor at room temperature, it is proposed that excellent performances of the graphene such as unique two-dimensional crystal structure, large specific surface area, high conductivity are combined with reversible redox,doping and dedoping reaction of polyaniline so as to develop the study on graphene/polyaniline nanocomposites gas sensor and its enhanced gas-sensitive effects utilizing synergistic effects of graphene and polyaniline. The related theories and key technical problems will be solved and its process will be discussed. The key technology on preparation of graphene/polyaniline nanocomposites and implementation of enhanced gas-sensitive effect will be explored, gas sensing properties of graphene/polyaniline nanocomposites will be evalued and optimized. The key technology of self-assembled composite sensitive films method to construct graphene /polyaniline nanocomposites gas sensor based in-situ polymerization will be explored in order to improve detection sensitivity, lower limit and stability problems of the graphene/polyaniline nanocomposite gas sensor at low concentration. Combined state and interaction between graphene and polyaniline will be clarified. The gas sensitive mechanism and its reinforced mechanismt of graphene/polyaniline nanocomposites gas sensors will be elucidated. It will provide the reference for the development of high performance gas sensor at room temperature.

围绕实现高性能室温气体传感器这一主要目标,提出将石墨烯独特的二维晶体结构、大的比表面积、高的电导率等优异性能与聚苯胺可逆的氧化还原、掺杂与解掺杂等特性以及对石墨烯较好的分散性相结合,利用聚苯胺/石墨烯的相互协同作用,开展聚苯胺/石墨烯纳米复合物气体传感器及其气敏增强效应的研究。探索聚苯胺/石墨烯纳米复合物气体传感器的制备及实现气敏增强效应的关键技术,评价并优化聚苯胺/石墨烯纳米复合物的气敏特性,明确石墨烯与聚苯胺之间的结合状态与相互作用效应,阐明聚苯胺/石墨烯纳米复合物的气敏机理及气敏效应增强机制,进一步,探索在电极基片上原位聚合自组装聚苯胺/石墨烯复合敏感膜构建气体传感器的关键技术,以改善聚苯胺/石墨烯纳米复合物气体传感器在低浓度探测范围的灵敏度、探测下限与稳定性问题,为发展高性能的室温气体传感器提供参考依据。

项目摘要

针对现代气敏传感器高灵敏、快响应、低功耗等发展趋势,本项目提出基于聚苯胺与石墨烯等碳纳米材料的相互协同作用,发展新型室温气敏传感器及其气敏增强效应的研究思路。本项目在分析聚苯胺的可逆氧化还原、掺杂与解掺杂等特性以及石墨烯等碳纳米材料的大比表面积、高电导、高吸附率等特点上,开展了聚苯胺与石墨烯等多种碳纳米材料复合制备高性能气湿敏传感器的工艺实现研究,发展了基于化学氧化聚合、量子点增敏、氧化石墨烯分散复合、纳米金属掺杂,悬空支撑等多种改善复合物气湿敏特性的方法,探索了电极基片上原位自组装量子点复合超薄膜传感器的技术途径,发展了串联晶振调谐、纳米金刚石复合改性等优化传感器响应稳定性的方法,有效改善了复合物传感器的灵敏度、响应速度、稳定度等性能,并通过对所制备复合敏感材料的材料结构与电学性质的表征,结合对其敏感性能的测试评价研究,讨论了聚苯胺与石墨烯等多种碳纳米材料之间的结合状态与相互作用效应,阐明了各自的气湿敏机理及增强效应机制,为发展高性能室温气敏传感器奠定了重要基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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