PPy-氧化物半導體復合納米纖維的制備及其氣敏特性研究.pdf

1、無機氧化物半導體如SnO2、ZnO等作為氣敏材料具有靈敏度高、響應恢復快等優點，但工作溫度高、選擇性差等缺點制約其進一步發展，而有機導電聚合物如聚吡咯（PPy）、聚苯胺（PANI）等作為氣敏材料具有工作溫度低，導電率高等優點，但響應恢復慢，靈敏度低等缺點影響其發展空間。近些年來，有機/無機復合氣敏材料逐漸成為人們關注的焦點，并得到迅速發展。本文通過靜電紡絲法和原位氣相/液相化學氧化聚合法制備出PPy/氧化物半導體復合納米纖維并對其氣敏性

2、能進行了研究，重點探討了無機相的改變以及聚合條件的變化對復合材料形貌結構和氣敏性能的影響，主要結論如下：
　　1.利用靜電紡絲法和原位氣相化學氧化聚合法制備出 PPy/Co3O4復合納米纖維，探討了聚合時間對復合材料形貌結構和氣敏性能的影響。當聚合時間為3min時PPy/Co3O4復合納米纖維外殼層PPy的厚度約為6nm，在室溫下對H2S氣體顯示出優良的氣敏特性，其探測下限可以達到100ppb，與純PPy相比，同等濃度下靈敏度得到

3、大幅提高，恢復性能也得到改善。
　　2.利用靜電紡絲法和原位氣相化學氧化聚合法制備出PPy/SnO2復合納米纖維，并探討了聚合時間對其氣敏性能的影響。氣敏測試結果顯示聚合時間為3min的PPy/SnO2復合納米纖維在室溫下對NO2具有良好的氣敏特性，擁有較低的探測極限，當NO2濃度為300ppb時靈敏度可達到0.2，在同等濃度下，其靈敏度是純PPy的9倍，并且具有良好的恢復性和穩定性。
　　3利用靜電紡絲法和原位氣相化學氧化

4、聚合法制備了聚合時間為3min的PPy/3at.％Sb摻雜SnO2復合納米纖維和PPy/15at.%Sb摻雜SnO2復合納米纖維。Raman測試結果證實了復合納米纖維外殼層PPy和內核中Sb的存在。氣敏測試結果顯示 Sb摻雜后兩種復合材料對 NO2氣體的最佳工作溫度均為90℃；與不摻雜Sb的PPy/SnO2復合納米纖維相比，Sb摻雜后復合材料電阻明顯變小，NO2氣體探測區間增大，可以達到300ppm，響應恢復時間變短。
　　4采用

5、靜電紡絲法制備出SnO2中空納米纖維，利用原位液相化學氧化聚合法制備出不同聚合時間的PPy/SnO2中空復合納米纖維。通過SEM、TEM和FT-IR等對其進行表征，結果顯示聚合時間為2h的PPy/SnO2中空復合納米纖維直徑為300-400nm，外殼層PPy的厚度約為40nm，此聚合條件下的復合材料在室溫下對NO2氣體的具有良好的選擇性，響應恢復時間分別為20s和50s，與原位氣相化學氧化聚合法制備的PPy/SnO2復合納米纖維相比，響