基于纳米纤维高灵敏度氢探测传感器制备技术研究

发布时间：2021-12-16 19:49

　　针对太空中氢探测、武器生产中可燃气体检测以及深海中可燃冰探测等极端应用场合,发展对低浓度的氢气探测的氢气传感器具有至关重要的研究意义。为了进一步提高传感器的输出响应、提高可探测氢浓度的下限等传感特性,本文引入了纳米纤维及纳米Pd颗粒等材料,依据其比表面积较大的特点,开展了基于纳米纤维高灵敏度氢探测传感器的设计、制备技术研究与相关性能测试等工作。主要的研究成果如下:首先,利用静电纺丝法制备了高纯聚丙烯腈纳米纤维、掺杂5wt.%石墨烯的聚丙烯腈纳米纤维和掺杂10wt.%石墨烯的聚丙烯腈纳米纤维。通过SEM微区表征分析可知:高纯聚丙烯腈纳米纤维直径维持在150 nm-300 nm左右,纤维的粗细均匀,随机取向,纤维之间相互堆叠在一起,自上而下呈现出多层分布的结构;掺杂5wt.%石墨烯的聚丙烯腈纳米纤维直径维持在100 nm-200 nm左右,与没有掺杂石墨烯的纤维材料相比,直径略有减小,纤维分布更为密集。纤维表面随机出现纳米片状结构;石墨烯掺杂浓度为10wt.%的聚丙烯腈纳米纤维直径维持在50 nm-100 nm左右。其次,采用直流磁控溅射法在制备得到的纳米纤维表面沉积Pd颗粒。通过EDX扫...

【文章来源】： 电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 氢气传感器国内外研究现状
    1.3 选题依据及主要研究内容
        1.3.1 选题依据
        1.3.2 研究内容
第二章 氢敏纳米纤维材料的制备与表征
    2.1 纳米材料制备技术简介
        2.1.1 聚丙烯腈纳米纤维的制备技术
        2.1.2 钯纳米颗粒的制备技术
    2.2 材料表征手段
    2.3 聚丙烯腈纳米纤维的制备及性能研究
        2.3.1 纳米纤维材料的制备过程
        2.3.2 纳米纤维材料的表征与分析
    2.4 Pd纳米颗粒的制备及性能研究
        2.4.1 Pd纳米颗粒的制备过程
        2.4.2 纳米Pd颗粒的表征与分析
    2.5 本章小结
第三章 基于纳米纤维氢探测传感器的设计与制备
    3.1 传感器的设计与制备
        3.1.1 传感器结构设计
        3.1.2 传感器制备流程
    3.2 传感器性能标定系统
        3.2.1 标定系统介绍
        3.2.2 传感器性能标定过程
    3.3 本章小结
第四章 基于纳米纤维高灵敏度氢探测传感器性能研究
    4.1 基于高纯聚丙烯腈纳米纤维氢气传感器性能研究
        4.1.1 基于纳米纤维氢探测传感器响应模式探讨
        4.1.2 温度对传感器性能的影响
        4.1.3 传感器对氢气浓度的响应
        4.1.4 传感器的重复性探究
    4.2 石墨烯掺杂对传感器性能的影响
    4.3 纳米Pd颗粒溅射工艺对传感器性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]渐逝场型光纤钯膜氢气传感器的研制 [J]. 严启发,刘永智,赵羽.  仪表技术与传感器. 2008(04)

硕士论文
[1]基于多膜层的微透镜型光纤氢气传感器研究[D]. 张保磊.北京交通大学. 2015
[2]氢气的光声光谱检测技术研究[D]. 杜聚有.大连理工大学. 2006



本文编号：3538727