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氨气传感器

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大范围高灵敏度纳米尺度氨气传感器的制备

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氨气是一种较常见的刺激性气体,在化工、农业等领域广泛应用,对人体皮肤和粘膜有腐蚀和刺激作用。人体在35×10-6(V/V)(1×10-6(V/V)氨气的质量-体积浓度为0.758 mg/m3)氨气下暴露时间不宜超过15 min,25×10-6(V/V)氨气下暴露时间不宜超过8h,介绍了基于碳纳米管与聚苯胺纳米纤维的两种氨气传感器的制备与测试,综合运用两种传感器,兼顾了高灵敏度和大范围测量两项互相制约的要求。使用近场电纺技术制备单根聚苯胺纳米纤维传感器,对1×10-6氨气灵敏度达到2.7%,比较了聚苯胺纳米纤维结构和薄膜结构的响应特性。纳米纤维的立体结构可提升传感器性能。使用双向电泳技术制备碳纳米管传感器,对浓度大于20×10-6(V/V)的氨气有良好的线性响应。分析了主要功能材料的微结构,阐述了制备技术,比较了响应特性,分析了纤维中气体三维扩散模型,通过计算和测试值,表明响应时间与纤维直径存在反相关性。

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