聚電解質(zhì)-無機(jī)納米復(fù)合濕敏材料及濕度傳感器.pdf

1、聚電解質(zhì)濕敏材料以其良好的濕敏響應(yīng)特性和簡便制備等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，但其在低濕環(huán)境下因阻抗過高難以檢測。本論文設(shè)計(jì)制備了兩類聚電解質(zhì)/無機(jī)納米復(fù)合濕敏材料，即:交聯(lián)季胺化聚電解質(zhì)和一維碳納米管納米復(fù)合濕敏材料;交聯(lián)季胺化聚電解質(zhì)和零維銀納米粒子復(fù)合濕敏材料。采用紅外光譜(IR)，核磁氫譜(1H-NMR)，凝膠滲透色譜(GPC)和掃描電鏡(SEM)等方法表征其組成結(jié)構(gòu)和形貌，并制備了電阻型濕度傳感器，研究了其濕敏響應(yīng)特性。復(fù)合濕敏材料在低

2、濕下阻抗顯著降低，實(shí)現(xiàn)了對低濕環(huán)境濕度的靈敏檢測。探討了復(fù)合物濕敏響應(yīng)機(jī)理。
　　采用溶液共混及原位交聯(lián)季胺化等方法，制備了交聯(lián)季胺化聚(4-乙烯基吡啶)與多壁碳納米管(MWNTs)復(fù)合濕敏材料和濕度傳感器，通過紅外、核磁和掃描電鏡等表征復(fù)合物組成結(jié)構(gòu)和形貌特征，研究了復(fù)合物組成，添加劑種類和濃度等對其濕敏響應(yīng)性能影響。復(fù)合物濕度傳感器具有較高的響應(yīng)靈敏度(10-90％RH，阻抗值變化2個(gè)數(shù)量級)，可靈敏檢測低濕環(huán)境濕度(低至1％

3、RH)。通過復(fù)阻抗譜等分析其響應(yīng)機(jī)理，提出MWNTs的引入改變其導(dǎo)電行為。
　　采用原位交聯(lián)季胺化及氣相原位還原等方法，制備交聯(lián)季胺化聚(4-乙烯基吡啶)和銀納米粒子濕敏材料和具有雙層結(jié)構(gòu)的濕度傳感器，表征其組成結(jié)構(gòu)及形貌，研究了復(fù)合物組成比例，銀納米粒子還原方法，濕敏膜沉積次序，聚合物介質(zhì)等對其濕敏響應(yīng)性能影響。傳感器可靈敏檢測低至1％RH的低濕環(huán)境濕度，且靈敏度高(10-90％RH，阻抗變化3個(gè)數(shù)量級)，響應(yīng)較快（吸濕響應(yīng)時(shí)間