專利名稱：一種碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器，特別適用于有 機(jī)溶劑氣體檢測的氣敏傳感器。
背景技術(shù)：
有機(jī)溶劑在化工廠中普遍使用，由于設(shè)備老化、密封問題等引起的有機(jī)溶劑揮發(fā) 問題日益嚴(yán)重，這些揮發(fā)的溶劑不僅造成資源浪費(fèi)，而且對操作工人的健康造成了極大的 損害，并且存在污染環(huán)境，爆炸等安全隱患，隨著人類環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，安全生產(chǎn)要求的提 高，因此急需能夠有效監(jiān)控和檢測有機(jī)溶劑濃度的高性能氣敏傳感器?，F(xiàn)行有關(guān)有毒有害 的有機(jī)氣體的檢測手段主要有熱導(dǎo)分析、紫外吸收、半導(dǎo)體氣敏傳感器、化學(xué)分析等。在基 于有機(jī)半導(dǎo)體材料技術(shù)長足進(jìn)步的今天，國內(nèi)外對新的氣敏材料和相應(yīng)傳感器的研究都非 ?；钴S。碳納米管自從1991年被發(fā)現(xiàn)以來，以其特有的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能以及獨(dú)特的 準(zhǔn)一維管狀分子結(jié)構(gòu)和在未來高科技領(lǐng)域中所具有的許多潛在應(yīng)用價(jià)值，迅速成為化學(xué)、 物理及材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。碳納米管的C-C共價(jià)鍵鏈段結(jié)構(gòu)與高分子鏈段結(jié)構(gòu)相 似，能通過配位鍵作用與高分子材料進(jìn)行復(fù)合，碳納米管又具有優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)等性能， 將二者復(fù)合能獲得具有導(dǎo)電性等優(yōu)良的納米復(fù)合材料。導(dǎo)電碳納米管按一定比例摻入結(jié)晶 或半結(jié)晶高聚物中，可制備具有正溫度系數(shù)效應(yīng)的新型復(fù)合材料。由于此類材料在接觸到 某種氣體或有機(jī)溶劑時(shí)會(huì)引起電阻的顯著變化，因此采用聚合物和導(dǎo)電碳納米管作為敏感 膜的化學(xué)電阻型微傳感器引起人們的廣泛興趣。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種對不同氣體具有高敏 感、穩(wěn)定且制作簡單、價(jià)格低廉的碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器及制作方法。本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，所述的碳納米管/聚己內(nèi)酯共 混復(fù)合膜氣敏傳感器，它包括有一至少含有五根絕緣銅線、用環(huán)氧樹脂絕緣體封裝而成的 電極，所述的電極一端平面上覆有至少一層碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜，另一端接出 有引線輸出。所述的電極包括一含有八根絕緣銅線、用環(huán)氧樹脂絕緣體封裝在硬質(zhì)聚酯空心管 中構(gòu)成，每根絕緣銅線均從電極的一端分別接出有引線輸出。本實(shí)用新型所述的傳感器采用碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜作為氣敏材料，利 用溶劑涂摸工藝涂在電極表面，干燥后即可。它具有如下技術(shù)效果(1)聚己內(nèi)酯是一種半 結(jié)晶性的聚酯類高聚物，具有無毒，熔點(diǎn)低，易于加工，生物降解性能優(yōu)越的特性；( 碳納 米管具有中空結(jié)構(gòu)和大比表面積，提供大量氣體通道，對氣體具有極大的吸附作用，從而提 高了靈敏度并縮小傳感器的體積；(3)工藝制作過程簡單，成本低；(4)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對多種 氣體檢測敏感，穩(wěn)定性好。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型對五種不同極性試樣的阻抗響應(yīng)柱形圖。圖3是本實(shí)用新型不同濃度試樣的電阻值變化曲線圖。圖4是本實(shí)用新型的傳感器響應(yīng)重復(fù)性圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1是本實(shí)用新型一種碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器具體實(shí)施方式的剖視圖，它由碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜1、電極2、絕緣體3、引線輸出4組成。所述 的電極2由一至少含有五根絕緣銅線、用環(huán)氧樹脂絕緣體3封裝而成，所述的電極2 —端平 面上覆有至少一層碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜1，另一端接出有引線輸出4。圖1中所示的電極2包括一含有八根絕緣銅線、用環(huán)氧樹脂絕緣體3封裝在硬質(zhì) 聚酯空心管中構(gòu)成，每根絕緣銅線均從電極2的一端分別接出有引線輸出4。本實(shí)用新型所述碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器的制作方法，該方法 是(1)碳納米管、聚己內(nèi)酯預(yù)處理將碳納米管加入硝酸中，超聲分散，加熱除氧，去離子水洗，真空干燥備用。聚己內(nèi)酯用堿洗、酸洗、去離子水洗，晾干后，真空干燥后放入磨口燒瓶中備用。(2)電極的制備取直徑0. 12mm絕緣銅線8根拉直、定位，用環(huán)氧樹脂將封裝在直徑8. Omm的硬質(zhì) 聚酯空心管中。一端接出引線，另一端經(jīng)磨平-堿洗-酸洗-鍍銀-堿洗-酸洗-去離子 水洗，干燥后待用。(3)氣敏傳感器的制備在四氫呋喃溶劑中加入適量聚己內(nèi)酯和碳納米管，密封，用超聲波清洗器分散至 均勻，用移液器量取一定量的上述溶液，滴落沉積在清洗干燥后的電極表面上，經(jīng)自然干燥 和真空干燥制得碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器。應(yīng)用本傳感器對不同試樣氣體進(jìn)行檢測，均表現(xiàn)出一定的敏感性，其中對A-苯； B-環(huán)氧氯丙烷；C-無水乙醇；D-甲苯；E-四氫呋喃等五種不同極性試樣的阻抗響應(yīng)測試結(jié) 果顯示于圖2。應(yīng)用本傳感器對同樣上述五種試樣不同濃度試樣進(jìn)行測試，其電阻值變化曲線顯 示于圖3。應(yīng)用本傳感器在多次暴露于環(huán)氧氯丙烷蒸氣和干燥空氣中，其電阻響應(yīng)性具有良 好的可重復(fù)性和穩(wěn)定性。三次循環(huán)測試結(jié)果顯示于圖4，圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間(s)，縱坐標(biāo)為 電阻(ΚΩ)。
權(quán)利要求1.一種碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器，它包括有一至少含有五根絕緣銅 線、用環(huán)氧樹脂絕緣體封裝而成的電極，其特征在于所述的電極( 一端平面上覆有至少 一層碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜(1)，另一端接出有引線輸出G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器，其特征在于所 述的電極( 包括一含有八根絕緣銅線、用環(huán)氧樹脂絕緣體C3)封裝在硬質(zhì)聚酯空心管中 構(gòu)成，每根絕緣銅線均從電極O)的一端分別接出有引線輸出G)。
專利摘要一種碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器，它包括有一至少含有五根絕緣銅線、用環(huán)氧樹脂絕緣體封裝而成的電極，所述的電極一端平面上覆有至少一層碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜，另一端接出有引線；本實(shí)用新型制作過程簡單，成本低，制得的碳納米管/聚己內(nèi)酯共混復(fù)合膜氣敏傳感器，攜帶方便，特別適用于化工企業(yè)有機(jī)極性氣體的檢測。
文檔編號(hào)G01N27/407GK201837610SQ201020133608
公開日2011年5月18日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者程建國, 童國通 申請人:杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院