对叔丁基苯基卟啉和原卟啉ix-ZnO/TiO 2 杂化物的的合成及气敏性
发布时间：2023-11-04 08:15
近年来,卟啉及卟啉-金属氧化物杂化材料引起了国内外学者广泛的兴趣和关注,在太阳能电池、光催化、传感器等方面用途十分广阔。本文将对叔丁基苯基卟啉和原卟啉ix-ZnO、原卟啉ix-TiO2杂化材料作传感试剂制备光波导气体传感器件;分析了气敏器件各种性能(灵敏度、稳定性、选择性等),探讨了环境湿度对器件性能的影响。(1)使用Adler-Longo方法合成对叔丁基苯基卟啉,并将其用作传感材料。分别研究了对叔丁基苯基卟啉氯仿溶液及其薄膜的电子吸收光谱以便比较溶液和固态状态下的吸收光谱;采用旋涂法制得了基于自由基对叔丁基苯基卟啉的光波导气敏器件;分别研究了卟啉膜暴露于NO2、H2S、SO2等气体前后的薄膜吸光度的变化,并挑选了OWG测试系统的光源。这种易于制备的传感器对NO2具有高灵敏度和选择性,响应时间快(3 s),恢复时间慢(10 min左右),能够在室温下测量低至1×10-8(V/V0)的NO2;用扫描电子显微镜(SE...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 传感器概述
1.1.1 传感器简介
1.1.2 传感器的基本组成
1.1.3 传感器的种类
1.1.3.1 电化学传感器
1.1.3.2 光学传感器
1.1.3.3 压电传感器
1.1.3.4 量热传感器
1.2 气体传感装置
1.2.1 气体传感装置概述
1.2.2 气体传感装置分类
1.3 平面光波导气敏装置
1.3.1 平面光波导装置的发展
1.3.2 平面光波导装置的工作原理
1.4 新型气敏材料
1.4.1 陶瓷材料
1.4.2 半导体材料
1.4.3 有机聚合物材料
1.4.4 杂化材料
1.5 课题来源及论文工作
第二章 高灵敏度对叔丁基苯基自由基卟啉薄膜光波导传感器在环境温度下检测低浓度NO2气体
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器与药品
2.2.1.1 实验仪器
2.2.1.2 实验药品
2.2.2 对叔丁基苯基卟啉的合成
2.2.3 卟啉薄膜/锡掺杂玻璃OWG装置的制备
2.2.4 光波导气体测试系统
2.2.5 光波导气体测试系统测试气体
2.2.6 配制不同湿度的水蒸气
2.3 结果与讨论
2.3.1 对叔丁基苯基卟啉的表征
2.3.1.1 对叔丁基苯基卟啉的UV-Vis表征
2.3.1.2 对叔丁基苯基卟啉的FT-IR表征
2.3.1.3 对叔丁基苯基卟啉的1H NMR表征
2.3.2 检测原理
2.3.3 OWG光源的筛选和气体检测
2.3.3.1 OWG光源的筛选
2.3.3.2 气体测试
2.3.4 OWG敏感薄膜的表征及环境湿度的影响
2.3.4.1 传感薄膜的表征
2.3.4.2 环境湿度的影响
2.3.4.3 本章小结
第三章 卟啉功能化ZnO薄膜光波导传感器在环境温度下检测NO2气体
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 原卟啉ix功能化ZnO薄膜/Sn掺杂玻璃OWG器件的制备
3.2.4 制备分析气体
3.2.5 配制不同湿度的水蒸气
3.3 结果与讨论
3.3.1 原卟啉ix-ZnO杂化薄膜的表征
3.3.1.1 ZnO薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜UV-Vis分析
3.3.1.2 ZnO薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜的FT-IR分析
3.3.1.3 ZnO薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜的拉曼光谱分析
3.3.2 OWG光源的筛选和气体检测
3.3.2.1 OWG光源的筛选
3.3.2.2 OWG气体测试
3.3.3 OWG敏感薄膜的表征及环境湿度的影响
3.3.3.1 敏感薄膜的表征
3.3.3.2 环境湿度的影响
3.4 结论
第四章 原卟啉ix-TiO2杂化材料OWG元件的气敏特性
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器
4.2.2 实验试剂
4.2.3 原卟啉ix功能化TiO2薄膜/Sn掺杂玻璃OWG器件的制备
4.2.4 制备分析气体
4.2.5 配制不同湿度的水蒸气
4.3 结果与讨论
4.3.1 原卟啉ix-TiO2杂化薄膜的表征
4.3.1.1 TiO2薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜UV-Vis分析
4.3.1.2 TiO2薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜的FT-IR分析
4.3.1.3 TiO2薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜的拉曼光谱分析
4.3.2 OWG光源的筛选和气体测试
3.3.2.1 OWG光源的筛选
4.3.2.2 OWG气体检测
4.3.3 OWG敏感薄膜的表征及环境湿度的影响
4.3.3.1 敏感薄膜的表征
4.3.3.2 OWG环境湿度的影响
4.4 结论
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
硕士研究生期间论文发表情况
致谢
本文编号：3859923
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 传感器概述
1.1.1 传感器简介
1.1.2 传感器的基本组成
1.1.3 传感器的种类
1.1.3.1 电化学传感器
1.1.3.2 光学传感器
1.1.3.3 压电传感器
1.1.3.4 量热传感器
1.2 气体传感装置
1.2.1 气体传感装置概述
1.2.2 气体传感装置分类
1.3 平面光波导气敏装置
1.3.1 平面光波导装置的发展
1.3.2 平面光波导装置的工作原理
1.4 新型气敏材料
1.4.1 陶瓷材料
1.4.2 半导体材料
1.4.3 有机聚合物材料
1.4.4 杂化材料
1.5 课题来源及论文工作
第二章 高灵敏度对叔丁基苯基自由基卟啉薄膜光波导传感器在环境温度下检测低浓度NO2气体
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器与药品
2.2.1.1 实验仪器
2.2.1.2 实验药品
2.2.2 对叔丁基苯基卟啉的合成
2.2.3 卟啉薄膜/锡掺杂玻璃OWG装置的制备
2.2.4 光波导气体测试系统
2.2.5 光波导气体测试系统测试气体
2.2.6 配制不同湿度的水蒸气
2.3 结果与讨论
2.3.1 对叔丁基苯基卟啉的表征
2.3.1.1 对叔丁基苯基卟啉的UV-Vis表征
2.3.1.2 对叔丁基苯基卟啉的FT-IR表征
2.3.1.3 对叔丁基苯基卟啉的1H NMR表征
2.3.2 检测原理
2.3.3 OWG光源的筛选和气体检测
2.3.3.1 OWG光源的筛选
2.3.3.2 气体测试
2.3.4 OWG敏感薄膜的表征及环境湿度的影响
2.3.4.1 传感薄膜的表征
2.3.4.2 环境湿度的影响
2.3.4.3 本章小结
第三章 卟啉功能化ZnO薄膜光波导传感器在环境温度下检测NO2气体
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 原卟啉ix功能化ZnO薄膜/Sn掺杂玻璃OWG器件的制备
3.2.4 制备分析气体
3.2.5 配制不同湿度的水蒸气
3.3 结果与讨论
3.3.1 原卟啉ix-ZnO杂化薄膜的表征
3.3.1.1 ZnO薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜UV-Vis分析
3.3.1.2 ZnO薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜的FT-IR分析
3.3.1.3 ZnO薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜的拉曼光谱分析
3.3.2 OWG光源的筛选和气体检测
3.3.2.1 OWG光源的筛选
3.3.2.2 OWG气体测试
3.3.3 OWG敏感薄膜的表征及环境湿度的影响
3.3.3.1 敏感薄膜的表征
3.3.3.2 环境湿度的影响
3.4 结论
第四章 原卟啉ix-TiO2杂化材料OWG元件的气敏特性
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器
4.2.2 实验试剂
4.2.3 原卟啉ix功能化TiO2薄膜/Sn掺杂玻璃OWG器件的制备
4.2.4 制备分析气体
4.2.5 配制不同湿度的水蒸气
4.3 结果与讨论
4.3.1 原卟啉ix-TiO2杂化薄膜的表征
4.3.1.1 TiO2薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜UV-Vis分析
4.3.1.2 TiO2薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜的FT-IR分析
4.3.1.3 TiO2薄膜、原卟啉ix和杂化薄膜的拉曼光谱分析
4.3.2 OWG光源的筛选和气体测试
3.3.2.1 OWG光源的筛选
4.3.2.2 OWG气体检测
4.3.3 OWG敏感薄膜的表征及环境湿度的影响
4.3.3.1 敏感薄膜的表征
4.3.3.2 OWG环境湿度的影响
4.4 结论
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
硕士研究生期间论文发表情况
致谢
本文编号：3859923
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3859923.html
