磺酸基酞菁铜/聚吡咯柔性复合织物气敏传感器的研究

发布时间：2022-12-10 09:30

　　随着我国工业化程度的不断提高,大气污染问题日趋严重,大气中的有毒有害气体对人们的身体健康造成了极大的危害。除此之外,工业生产产生的有毒气体更是存在巨大的安全隐患。确保有毒有害气体浓度符合安全生产要求、及时降低对人体的危害具有非常重要的意义。在这样的背景下,气体传感器作为检测气体的元件在检测有毒有害气体方面的研究得到了迅猛发展。然而,目前现有的气体传感器无论在便携性还是灵敏度方面难以满足社会发展的需求。随着研究的不断深入,气体传感器呈现出多元化的,多学科交叉的发展趋势。近年来,将气体传感器与纺织品结合成为纺织前沿技术领域的热点研究课题。因此,研究一种基于织物柔性结构的气体传感器用以准确检测工业生产环节中的有毒气体对于智能纺织品的发展和工业化进程有着重要意义。本文以氨等离子体改性处理的聚吡咯（PPy）和“模板法”合成的四磺酸基酞菁铜（CuTsPc）为主要原料,以二环已基碳二亚胺（DCC）和4-二甲氨基吡啶（DMAP）催化磺酰胺缩合反应制备出CuTsPc-PPy复合型气敏材料。并以此新型气敏材料为基础,利用丝网印刷法将其结合到机织平纹织物上制备织物型气体传感器。测试结果表明:氨等离子体处理后... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 气体传感器概述
        1.1.1 气体传感器的发展历史
        1.1.2 气体传感器的分类
        1.1.3 电阻型气体传感器的性能指标
        1.1.4 气体传感器的发展趋势
    1.2 酞菁铜及其衍生物气体传感器
        1.2.1 酞菁铜的结构和基本性能
        1.2.2 酞菁铜气体传感器研究现状
    1.3 聚吡咯气体传感器研究进展
        1.3.1 聚吡咯的结构和基本性能
        1.3.2 聚吡咯气体传感器研究现状
    1.4 柔性气体传感器的研究进展
        1.4.1 柔性材料的概述
        1.4.2 柔性气体传感器的研究现状
    1.5 本课题的研究目的及意义
    1.6 论文的章节安排及内容提要
第二章 磺酸基酞菁铜/聚吡咯复合材料的合成与表征
    2.1 引言
        2.1.1 磺酸基酞菁铜合成方法概述
        2.1.2 聚吡咯的制备与改性
    2.2 实验材料与仪器
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
    2.3 磺酸基酞菁铜/聚吡咯复合材料的合成
        2.3.1 四磺酸基酞菁铜的合成
        2.3.2 聚吡咯的合成与改性
        2.3.3 四磺酸基酞菁铜/聚吡咯复合材料的合成
    2.4 磺酸基酞菁铜/聚吡咯复合材料的表征及测试
        2.4.1 Raman光谱
        2.4.2 红外光谱
        2.4.3 扫描电镜
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 氨等离子体处理结果分析
        2.5.2 拉曼光谱分析
        2.5.3 红外光谱分析
        2.5.4 扫描电镜分析
    2.6 本章小结
第三章 磺酸基酞菁铜/聚吡咯气敏性能研究及气敏机理探讨
    3.1 气敏元件的制作与测试
    3.2 氨气气敏测试结果分析与讨论
        3.2.1 气体浓度对灵敏度的影响
        3.2.2 工作温度对灵敏度的影响
        3.2.3 响应-恢复性能
        3.2.4 氨气敏感测试的重复性测试
    3.3 磺酸基酞菁铜/聚吡咯气敏机理探究
    3.4 本章小结
第四章 气敏织物的制备与性能研究
    4.1 柔性气敏织物的设计
        4.1.1 基布材料的选择
        4.1.2 织物组织结构的选择
    4.2 织物电极的制备
        4.2.1 实验材料与仪器
        4.2.2 气敏织物的制备工艺
        4.2.3 气敏织物性能测试
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 导电性能
        4.3.2 SEM和EDX分析
        4.3.3 气敏性能
        4.3.4 耐洗性能
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 不足之处
    5.3 展望
参考文献
发表论文及参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于聚吡咯复合材料的制备及其应用研究进展[J]. 冯辉霞,白德忠,张永臣,谭琳,陈娜丽,李全珍,许鸿善.  化工新型材料. 2017(04)
[2]基于p-6P异质诱导生长酞菁铜薄膜的NO2传感器[J]. 李占国,张玉婷,谢强,李亨利,孙丽晶,宋晓峰,王丽娟.  物理化学学报. 2016(04)
[3]金属酞菁修饰碳纳米管复合材料的应用进展[J]. 尉立华,徐磊,王瑞.  应用化工. 2015(07)
[4]四磺酸酞菁及其金属配合物的合成、表征及对1,5-萘二酚的光敏催化氧化性能[J]. 王颖,任奇志,郭琳童,侯宗胜,蒋宗润.  高等学校化学学报. 2013(07)
[5]基于纳米材料的气体传感器的研究进展[J]. 张小秋,汪元元,张柯,何丹农.  传感器与微系统. 2013(05)
[6]四-（2-（2-二乙烯氧基）乙氧基）酞菁铜的合成及气敏特性研究[J]. 贺春英,刘琳,魏翕然,王彬,段武彪,陈志敏,吴谊群.  黑龙江大学自然科学学报. 2011(04)
[7]磺化聚芳醚酮砜/聚吡咯复合型直接甲醇燃料电池用质子交换膜的制备与性能研究[J]. 王哲,吴清海,倪宏哲,杨鑫,张会轩.  高分子学报. 2010(07)
[8]导电聚吡咯共聚物薄膜的功能基团种类对蛋白质吸附的影响[J]. 张治红,豆君,李进博,牛晓霞,闫福丰,王力臻,马志.  化学学报. 2010(13)
[9]氨气传感器的应用和研究进展[J]. 郑建旭,管永川,冉慧丽,姜心,魏晓鸽,蒋登高.  化工新型材料. 2010(02)
[10]柔性ITO衬底上铜酞菁薄膜有序生长的X射线衍射研究[J]. 梁氏秋水,陈振兴,朱宏伟,盛勇,胡豫.  化工新型材料. 2009(11)

博士论文
[1]新型酞菁及其衍生物的设计、合成和性质研究[D]. 商虹.北京科技大学 2016
[2]多孔硅基/一维金属氧化物复合结构的制备与气敏性能研究[D]. 武雅乔.天津大学 2014
[3]聚吡咯及其纳米复合敏感材料的制备及气湿敏特性研究[D]. 洪利杰.浙江大学 2012
[4]金属酞菁及其碳纳米管复合材料的制备与气敏性研究[D]. 王彬.黑龙江大学 2012
[5]铁酸盐复合氧化物（MFe2O4）系列气敏材料的制备及新型气体传感器的研究[D]. 杨留方.昆明理工大学 2005

硕士论文
[1]新型结构金属氧化物的制备及其气敏性能研究[D]. 潘虹.西南交通大学 2017
[2]碳纳米管/SNO2柔性气敏元件的制作及其性能表征[D]. 陶强.天津工业大学 2017
[3]碳纳米管/酞菁铜修饰的镀银光伏纤维的制备及表征[D]. 尉立华.天津工业大学 2016
[4]贵金属掺杂SnO2空心纳米球的制备及其气敏性能检测[D]. 汪承南.武汉工程大学 2015
[5]羟基磷灰石—石墨烯复合物的制备及其气敏性能研究[D]. 张青.中南大学 2014
[6]酞菁铜的制备与气敏特性研究[D]. 吴海鸿.黑龙江大学 2013
[7]聚吡咯及其复合材料的制备与性能研究[D]. 梁宁.江苏科技大学 2012
[8]酞菁铜—无机氧化物复合半导体气敏材料的制备及其性能研究[D]. 贾鹏鹏.天津大学 2009
[9]四磺酸铁酞菁的合成与性能研究[D]. 李杰.天津工业大学 2008
[10]导电高分子聚吡咯传感器研究[D]. 吴维明.浙江大学 2004



本文编号：3716504