基于氧化锌/聚苯胺复合材料的薄膜型甲醇传感器研究

摘要

采用低温水热法制备了纳米氧化锌(ZnO),并利用原位聚合法制备了ZnO/聚苯铵复合材料.将制备的ZnO/PANI纳米晶粒均匀涂覆于刻有叉指Pt电极玻璃基底表面形成敏感薄膜,设计了一种薄膜型甲醇传感器.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱(XPS)仪表征了ZnO/PANI纳米晶粒的相组成和微观形貌,分析了敏感薄膜成分配比对甲醇气敏机理和电化学特性,测试了甲醇传感器敏感特性、温度特性、湿度特性、动态响应和选择稳定性.结果表明,以PZ50纳米晶粒为敏感薄膜的甲醇传感器,在温度为30℃、甲醇气体浓度为25mg/m3时,传感器响应最大值为1795.6,相对湿度限值为90％,动态响应和恢复时间分别为6.9和19.6s.此传感器对N2O、甲醛、乙醇、丙酮和1,3-丁二烯等气体无明显响应,在汽车上连续使用12周后,响应衰减了2.3％.