多壁碳纳米管/羟乙基纤维素复合材料的湿敏特性及应用研究

发布时间：2021-07-13 07:11

　　多壁碳纳米管是传感器领域的一种新型材料,具有独特的吸附特性,研究基于多壁碳纳米管的湿度传感器对研制新型湿度传感器和拓宽其应用领域具有实际意义。本文对多壁碳纳米管/羟乙基纤维素复合材料的湿敏特性进行了分析及实验研究。对多壁碳纳米管进行混酸修饰,并通过傅里叶红外光谱和拉曼光谱对其进行表征。混酸修饰提高了多壁碳纳米管在水和羟乙基纤维素中的分散性,有利于复合材料的制备及湿敏性能的提高。分析湿度对多壁碳纳米管的影响机制,并在此基础上系统的研究多壁碳纳米管／羟乙基纤维素复合材料的湿敏机理。利用溶液共混法分别制备多壁碳纳米管/羟乙基纤维素和多壁碳纳米管／硅橡胶复合材料,研究不同基体对复合材料湿敏特性的影响。实验结果表明：多壁碳纳米管／羟乙基纤维素复合材料对湿度更加敏感,灵敏度更高。对多壁碳纳米管／羟乙基纤维素复合材料的响应-恢复特性、温度特性、迟滞特性以及时间稳定性进行相关研究。研究基于多壁碳纳米管,羟乙基纤维素复合材料的湿度传感器在实际生活中的应用,结果表明：该传感器对人类的说话及吹气等行为敏感；此外,利用该传感器可以测定气流速率。多壁碳纳米管/羟乙基纤维素复合材料制备方法简单,成本低廉,在未来具... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１柔性ＰＩ／ＭＷＮＴ薄膜结构及示意图??巧ｇｌ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?化ｅ?ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ａ?ｓａｍｐｌｅ?抑ｄ?ａ?ｆｌｅｘｉｂｌｅ?Ｐ１／ＭＷＮＴ?ｆｉｌｍ?（ｉｎｓｅｔ）??

图１．２?ＳＥＭ图：（ａ）ＣＮＴｓ炸）从ＣＮＴｓ丛中拉出的ＣＮＴｓ片??

２００９年哈尔滨工业大学的Ｗｅｉ－ＰｉｎｇＣｈｅｎ等ＰＳ１研究了一种新型的电容式湿度??传感器，该传感器包括２个板电极（多壁碳纳米管薄膜覆盖于上面）和４块绝缘媒??介（位于传感器的４个角落），结构示意图如图１．３所示。研巧结果发现，该湿度??传感器对湿度很敏感（电容信号通过转换电路转换成电压信号作为输出信号）。??并对多壁碳纳米管进行混酸处理，与Ｓｉ〇２＇混合得到湿敏膜ＭＷＣＮＴｓ－Ｓ沿２膜，该??湿敏膜对湿度的灵敏度为２９．９?ｍＶ／％ＲＨ，响应和恢复时间分别为４５ｓ和１５ｓ。??Ｉ?＾Ｉｓｏｌａｔｅｄ?ｍｅｄｉｕｍ??ｒｗｍ??＾?ＣＮＴｓ?ｎｉｍｓ????／?Ｃｕ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??３?３?Ｃｕ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?／?／／／／??ｒ－－?／＾Ｉｓｔ＾ｔｅｄ?ｍｅｄｉｕｍ??，，?■?．?１?ＣＫＴｓ?ｆｉｌｍｓ??（ａ）?（ｂ）??图１．３电容式湿度传感器：（ａ）结构参数似示意图??Ｆｉｇｌ．３?Ｄｅｔａｉｌｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｆｅａｔｕｒｅ?（ａ）?ａｎｄ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?出ａｇｒａｍ?（ｂ）?ｏｆ?化６?ｃａｐａｃ扣ｖｅ?ｈｕｍｉ出ｔｙ?ｓｅｎｓｏｒ??２０１０年己基斯坦的Ｍ．?Ｓａｌｅｅｍ等Ｐ９制备了?ＣＮＴ－ＯＤ－ＶＥＴＰ湿敏薄膜，并研??究了湿度对该薄膜的电容和电阻的影响。实验结果表明，当环境的相对湿度増加??时，该薄膜的电容增大，电阻减小，呈现相反的变化趋势，并分别分析了湿度对??传感器电阻和电容的影响机制。??２０１１年哈尔滨工业大学的Ｚｈｅｎ－ｇａｎｇ?Ｚｈａｏ等ｔＷ制作了基于ＭＷＣＮＴｓ－Ｓｉ〇２??膜的湿度传感器

【参考文献】：
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本文编号：3281611