基于壳聚糖复合材料的QCM湿度传感器的研究

发布时间：2022-12-22 04:44

　　随着人们对湿度的理解逐渐加深,湿度的检测和精准控制便在气象监测、工业生产、农业种植、国防科技、航空航天甚至日常生活等诸多领域渐渐形成了规范。近年来,国内外的研究人员在研发高性能湿度传感器领域做了许多卓有成效的工作,不仅有越来越多不同类型的传感器可用于湿度的检测,并且器件也向着小型化、可穿戴化、集成化的方向快速发展。然而,常规的电阻型湿度传感器通常对敏感材料的导电性能要求很高,材料的高湿耐水性也是一直以来难以解决的问题,因此,许多具有良好吸附性能的弱导电甚至绝缘亲水材料在湿度检测领域的应用受到了限制。石英晶体微天平（Quartz crystal microbalance,QCM）是一种基于石英晶体压电效应的质量型传感器。基于特殊的工作原理,该类型器件对敏感材料的电学性质要求并不严苛。此外,QCM传感器凭借其检测精度高、电极表面易修饰、可在室温条件下工作和可实现实时监测等诸多优点,目前在传感器领域备受关注。本论文以生物材料壳聚糖（Chitosan,Chit）为基体材料,以QCM为传感器件,采用溶液共混、表面沉积交联等方式制备了具有强亲水性的复合材料,并通过滴涂、浸渍等方法制作了高性能QCM... 

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 湿度及湿度检测的重要性
        1.1.1 湿度的定义
        1.1.2 湿度检测的重要性
    1.2 湿度传感器概述及分类
        1.2.1 湿度传感器的定义
        1.2.2 湿度传感器的性能参数
        1.2.3 湿度传感器的分类
        1.2.4 目前湿度传感器研究面临的问题与挑战
    1.3 QCM传感器的研究现状
    1.4 论文的选题与主要研究内容
        1.4.1 选题目的及意义
        1.4.2 主要研究内容
第二章 QCM传感器的检测原理与湿度检测系统的搭建
    2.1 QCM的结构及检测原理
        2.1.1 石英晶体的压电效应
        2.1.2 QCM的结构
        2.1.3 QCM传感器检测原理
    2.2 QCM传感器的检测方法
        2.2.1 振荡电路法
        2.2.2 阻抗分析法
    2.3 QCM湿度传感器检测系统的搭建
        2.3.1 起振电路
        2.3.2 QCM传感器的制作
        2.3.3 饱和盐湿度发生器
        2.3.4 检测系统的搭建
    2.4 本章小结
第三章 GQDs-Chit复合材料修饰的QCM湿度传感器研究
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 试剂与材料
        3.2.2 GQDs-Chit复合材料的合成
        3.2.3 GQDs-Chit复合材料的表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 GQDs-Chit复合材料的表征
        3.3.2 GQDs-Chit复合材料修饰的QCM湿敏测试
    3.4 本章小结
第四章 MWCNTs-Chit复合材料修饰的QCM湿度传感器研究
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 试剂与材料
        4.2.2 MWCNTs-Chit复合材料的合成
        4.2.3 MWCNTs-Chit复合材料的表征方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MWCNTs-Chit复合材料的表征
        4.3.2 MWCNTs-Chit复合材料修饰的QCM湿敏测试
        4.3.3 MWCNTs-Chit复合薄膜的响应机理分析
    4.4 本章小结
第五章 Chit/MCM-41 复合材料修饰的QCM湿度传感器研究
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 试剂与材料
        5.2.2 Chit/MCM-41 复合材料的制备
        5.2.3 Chit/MCM-41 复合材料的表征方法
        5.2.4 Chit/MCM-41 复合材料修饰的QCM传感器的制作
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Chit/MCM-41 复合材料的表征
        5.3.2 Chit/MCM-41 复合材料修饰的QCM湿敏测试
        5.3.3 Chit/MCM-41 复合薄膜的响应机理分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
作者简历及科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]壳聚糖混合膜酶降解的FTIR分析[J]. 任东文,王一力,包德才,谢威扬,马小军.  光谱学与光谱分析. 2006(10)

博士论文
[1]纳米敏感膜修饰的QCM气敏传感器的制备及性能提高研究[D]. 张开桓.浙江大学 2017



本文编号：3723477