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基于碳纳米管的反应型甲醛传感器的设计及应用

作　者: 陈昕
导　师: 李治
学　校: 华东理工大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 甲醛碳纳米管官能化传感器
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文首次设计并制备了基于碳纳米管的反应型甲醛传感器。运用有机物胺与醛生成西佛碱(Schiff base)的化学反应,将碳纳米管接上胺基,结合Nafion制备了敏感膜电极,用于检测低浓度甲醛。文中合成了两种胺基(碳链长为2和6)修饰的不同接枝率的碳纳米管,并研究了利用Nafion制备敏感膜电极的工艺条件。对低浓度液体甲醛和气体甲醛的检测实验结果显示,与物理吸附型的材料相比,经胺基修饰后的碳纳米管敏感材料对甲醛分子具有较好的选择性和灵敏性,且接枝率愈高响应情况愈好。检测到的最低液体甲醛浓度为1ppm,最低气体甲醛浓度为20ppb。证明这是一种有效地检测微量甲醛的传感器,具有重要的实用价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章引言  9-27
  1.1 甲醛的概述  9-11
    1.1.1 甲醛物化性质及毒性  9-10
    1.1.2 甲醛的应用  10-11
  1.2 甲醛的来源  11-13
    1.2.1 外部来源  11-12
    1.2.2 内部来源  12-13
  1.3 抽样和分析  13-22
    1.3.1 现场测试甲醛的方法  13
    1.3.2 衍生化方法  13-15
    1.3.3 基于传感器测试甲醛的技术  15-20
    1.3.4 其它测试甲醛方法小结  20
    1.3.5 检测甲醛方法的发展趋势  20-21
    1.3.6 碳纳米管及其在修饰电极方面的应用  21-22
    1.3.7 基于碳纳米管的甲醛传感器的研究现状及进展  22
  1.4 基于碳纳米管的反应型甲醛传感器的设计  22-27
第2章实验部分  27-32
  2.1 试剂与器材  27
  2.2 制备方法  27-28
    2.2.1 制备二胺修饰的碳纳米管  27-28
    2.2.2 制备碳纳米管/Nafion分散液  28
    2.2.3 制备碳纳米管/Nafion修饰电极  28
  2.3 表征手段以及测试方法  28-32
    2.3.1 表征手段  28
    2.3.2 测试方法  28-32
第3章结果与讨论  32-55
  3.1 经胺基修饰碳纳米管的表征  32-40
    3.1.1 碳纳米管及胺基修饰纳米管的红外表征  32-33
    3.1.2 多壁碳纳米管的热重分析图  33-34
    3.1.3 碳纳米管的X射线光电子能谱  34-38
    3.1.4 碳纳米管的元素分析结果  38-40
  3.2 基于碳纳米管的电极制备工艺  40-45
    3.2.1 碳纳米管在溶剂中的分散性  40-41
    3.2.2 形貌表征  41-42
    3.2.3 电极的SEM表征  42-44
    3.2.4 电极的电阻  44-45
  3.3 研究电极对甲醛的响应情况  45-55
    3.3.1 液体甲醛敏感性实验  45-50
    3.3.2 气体甲醛敏感性实验  50-55
第4章总结  55-56
参考文献  56-63
致谢  63-64
发表文章和参加科研情况说明  64

基于碳纳米管的反应型甲醛传感器的设计及应用

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