气敏传感器的制备性能研究

　　随着石油化学工业、煤化学工业迅速发展，在带来可观的经济效益的同时，也存在安全隐患，石油化学工业、煤化学工业产生的有毒、易燃、易爆气体一旦发生泄漏，可能会引发火灾、爆炸、中毒等安全事故，严重危害人民的生命、财产安全．因此，及时检测空气中存在的有毒有害气体，采取有效措施避免因气体泄漏引发的安全事故非常必要．高分子气敏传感器是检测化工生产中的有毒、有害、易燃、易爆气体的有效手段之一。

　　利用高分子气敏材料的气体传感器近年来得到了很大的发展．当升高材料温度，材料的导电能力下降，电阻值随之上升，这种现象称为正温度系数（PTC）效应，具备这种性质的高分子材料称为正温度系数高分子材料．此外，当聚合物处于某些溶剂的蒸汽环境中时，材料的导电能力快速下降，电阻值随之急剧增加，产生于PTC效应相似的正蒸汽系数（pVC）效应，如果随着时间的增长或溶剂蒸汽浓度的增加，材料的电阻值急剧变小，称为负蒸汽系数（NvC）效应．这是因为，当高分子材料处于某些溶剂蒸汽中时，材料因吸收溶剂蒸汽而导致其部分溶解或溶胀，材料的电阻突然发生几个数量级的增大．当材料被重新放到空气中，由于材料吸收的溶剂挥发，溶解或溶胀的材料又恢复到膘状，材料的电阻值随之下降，甚至恢复到初始值．因此，一般认为某些溶剂蒸汽对导电高分子材料的“溶解”和“解溶解”，“溶胀”和“解溶胀”是引起复合材料电阻变化而产生气敏响应行为的根本原因，高分子基导电复合材料的响应行为主要表现出PVC或NVC效应．目前，对PVC现象的研究较多，对NVC现象的研究较少固．羟基化多壁碳纳米管~IWCNT-OH）不仅具有MWCNT的特性，而且经化学修饰后，团簇现象消失，长度变短，比表面积增大，且MWCNT端口会被打开，开口的MWCNT的顶端含有一定量的活性基团，可作为物理吸附中心，所以改性后的MWCNT对气体吸附能力明显增强，此外，碳纳米管具有庞大的界面，提供了大量气体通道，灵敏度得到提高．同时，用碳纳米管做填充材料制备气敏材料可以降低传感器所需的工作温度，缩小了传感器的尺寸网，这是其他气敏材料所没有的性能，用碳纳米管制作的传感器具有常规传感器不可替代的优点．