ZnPcCl-,16-有機(jī)半導(dǎo)體材料合成及其氯氣傳感器研究.pdf

1、隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，易燃、易爆、有毒、有害氣體的種類和應(yīng)用范圍與日俱增，這些氣體一旦發(fā)生泄露，將會(huì)引發(fā)中毒、火災(zāi)甚至爆炸事故，嚴(yán)重危害人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，及時(shí)可靠地探測(cè)空氣中某些氣體的含量，采取有效措施，減少泄露引發(fā)的事故非常重要。要做到這一點(diǎn)，對(duì)氣體探測(cè)器的核心器件一氣體傳感器的要求越來(lái)越高，而新材料特別是新的氣敏材料的不斷問(wèn)世，給氣體傳感器的發(fā)展提供了可能。 目前，氣體傳感器的一個(gè)新進(jìn)展和研究熱點(diǎn)就是高分子功能材

2、料的廣泛應(yīng)用。迄今為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)結(jié)構(gòu)型高分子氣敏材料研究較為深入的品種有酞菁、聚苯胺、卟吩，卟啉和它們的衍生物、絡(luò)合物。其中，酞菁配合物由于化學(xué)、熱學(xué)穩(wěn)定性高，并且可通過(guò)調(diào)整中心金屬原子、改變周邊環(huán)上、軸向上的取代基實(shí)現(xiàn)改性，使其具有較高的靈敏度和高的選擇性，被認(rèn)為是一類有廣闊研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景的氣敏材料。 本文采用“鉬酸銨固相催化法”，以四氯苯酐和尿素為原料，合成了十六氯酞菁鋅氣敏材料，并通過(guò)能譜、X射線衍射、紅外吸收、紫外-

3、可見(jiàn)光吸收對(duì)其進(jìn)行了表征和分析。通過(guò)MEMS微加工技術(shù)，在Al2O3陶瓷基片上制作了背面帶有加熱功能的叉指電極；采用蒸發(fā)鍍膜工藝制作了氣體傳感器薄膜，分析了蒸發(fā)鍍膜工藝參數(shù)對(duì)薄膜氣敏性的影響，并對(duì)Cl2進(jìn)行了氣敏測(cè)試。最后，提出了有機(jī)半導(dǎo)體物理化學(xué)吸附的氣敏機(jī)理模型。 通過(guò)考察工藝條件對(duì)氣敏性的影響，確認(rèn)了現(xiàn)有材料的最佳成膜工藝參數(shù)：基片溫度150℃、蒸發(fā)電流95 A、薄膜厚度50 nm。Cl2氣敏測(cè)試結(jié)果表明，該氣敏傳感器對(duì)C