基于石墨烯的新型氣體傳感器研究.pdf

1、RGO擁有諸多優(yōu)異的性能，其中有望提高氣體傳感器性能的是它們高的比表面和高速的電子遷移率。因此，針對特定氣體的檢測，將RGO和特定的聚合物進(jìn)行摻雜修飾等處理，所得到的復(fù)合材料能進(jìn)一步提高傳感器的性能。論文主要研究了2個(gè)方面的內(nèi)容，第一個(gè)是RGO/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）復(fù)合膜材料與純PVP對NO2的響應(yīng)比較，第二個(gè)是RGO/聚N甲基吡咯（PNMPy）分層膜與純PNMPy對NO2的響應(yīng)結(jié)果。
　　聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和RGO/P

2、VP復(fù)合膜對幾種常見的無機(jī)氣體的測試結(jié)果如下所述。相較與純 PVP，摻雜少量的RGO可以大大增加氣體的吸附面積，從而提高對氣體的響應(yīng)并縮短響應(yīng)時(shí)間。隨著復(fù)合膜中 RGO質(zhì)量比的提高，RGO自身對氣體的吸附作用也開始凸顯，這大幅增加了對氣體的響應(yīng)。由于摻雜RGO后，復(fù)合材料對氣體的選擇性并沒有多大變化，因而 RGO適合摻雜本身就對單一氣體有選擇性的敏感材料，進(jìn)而增加氣體的接觸面積，進(jìn)一步提高對該氣體的響應(yīng)。
　　為了提高對NO2氣體

3、的選擇性，并使得聚合物敏感材料和NO2氣體吸附后擁有良好的恢復(fù)性能，合成了不導(dǎo)電的聚N甲基吡咯（PNMPy）聚合物材料。再結(jié)合RGO的導(dǎo)電特性，制成了導(dǎo)電的RGO/PNMPy分層膜電阻式氣體傳感器。該分層膜結(jié)構(gòu)和純RGO相比，由于涂覆PNMPy后器件的電阻大幅上升，導(dǎo)致測試結(jié)果顯示靈敏度降低了，但是由于分層膜中存在PNMPy，它對氣體的選擇性卻提高了。此外，文中的PNMPy和RGO材料的附著性能都很差，要得到平滑穩(wěn)定的測試曲線需要考慮對