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专利名称：一种碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器，特别适用于有 机溶剂气体检测的气敏传感器。
背景技术：
有机溶剂在化工厂中普遍使用，由于设备老化、密封问题等引起的有机溶剂挥发 问题日益严重，这些挥发的溶剂不仅造成资源浪费，而且对操作工人的健康造成了极大的 损害，并且存在污染环境，爆炸等安全隐患，随着人类环保意识的加强，安全生产要求的提 高，因此急需能够有效监控和检测有机溶剂浓度的高性能气敏传感器。现行有关有毒有害 的有机气体的检测手段主要有热导分析、紫外吸收、半导体气敏传感器、化学分析等。在基 于有机半导体材料技术长足进步的今天，国内外对新的气敏材料和相应传感器的研究都非 常活跃。碳纳米管自从1991年被发现以来，以其特有的力学、电学和化学性能以及独特的 准一维管状分子结构和在未来高科技领域中所具有的许多潜在应用价值，迅速成为化学、 物理及材料科学领域的研究热点。碳纳米管的C-C共价键链段结构与高分子链段结构相 似，能通过配位键作用与高分子材料进行复合，碳纳米管又具有优良的力学、电学等性能， 将二者复合能获得具有导电性等优良的纳米复合材料。导电碳纳米管按一定比例掺入结晶 或半结晶高聚物中，可制备具有正温度系数效应的新型复合材料。由于此类材料在接触到 某种气体或有机溶剂时会引起电阻的显著变化，因此采用聚合物和导电碳纳米管作为敏感 膜的化学电阻型微传感器引起人们的广泛兴趣。发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种对不同气体具有高敏 感、稳定且制作简单、价格低廉的碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器及制作方法。本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的碳纳米管/聚己内酯共 混复合膜气敏传感器，它包括有一至少含有五根绝缘铜线、用环氧树脂绝缘体封装而成的 电极，所述的电极一端平面上覆有至少一层碳纳米管/聚己内酯共混复合膜，另一端接出 有引线输出。所述的电极包括一含有八根绝缘铜线、用环氧树脂绝缘体封装在硬质聚酯空心管 中构成，每根绝缘铜线均从电极的一端分别接出有引线输出。本实用新型所述的传感器采用碳纳米管/聚己内酯共混复合膜作为气敏材料，利 用溶剂涂摸工艺涂在电极表面，干燥后即可。它具有如下技术效果(1)聚己内酯是一种半 结晶性的聚酯类高聚物，具有无毒，熔点低，易于加工，生物降解性能优越的特性；( 碳纳 米管具有中空结构和大比表面积，提供大量气体通道，对气体具有极大的吸附作用，从而提 高了灵敏度并缩小传感器的体积；(3)工艺制作过程简单，成本低；(4)经实验证实，对多种 气体检测敏感，稳定性好。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型对五种不同极性试样的阻抗响应柱形图。图3是本实用新型不同浓度试样的电阻值变化曲线图。图4是本实用新型的传感器响应重复性图。
具体实施方式

以下结合附图与具体实施对本实用新型作进一步说明。图1是本实用新型一种碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器具体实施方式的剖视图，它由碳纳米管/聚己内酯共混复合膜1、电极2、绝缘体3、引线输出4组成。所述 的电极2由一至少含有五根绝缘铜线、用环氧树脂绝缘体3封装而成，所述的电极2 —端平 面上覆有至少一层碳纳米管/聚己内酯共混复合膜1，另一端接出有引线输出4。图1中所示的电极2包括一含有八根绝缘铜线、用环氧树脂绝缘体3封装在硬质 聚酯空心管中构成，每根绝缘铜线均从电极2的一端分别接出有引线输出4。本实用新型所述碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器的制作方法，该方法 是(1)碳纳米管、聚己内酯预处理将碳纳米管加入硝酸中，超声分散，加热除氧，去离子水洗，真空干燥备用。聚己内酯用碱洗、酸洗、去离子水洗，晾干后，真空干燥后放入磨口烧瓶中备用。(2)电极的制备取直径0. 12mm绝缘铜线8根拉直、定位，用环氧树脂将封装在直径8. Omm的硬质 聚酯空心管中。一端接出引线，另一端经磨平-碱洗-酸洗-镀银-碱洗-酸洗-去离子 水洗，干燥后待用。(3)气敏传感器的制备在四氢呋喃溶剂中加入适量聚己内酯和碳纳米管，密封，用超声波清洗器分散至 均勻，用移液器量取一定量的上述溶液，滴落沉积在清洗干燥后的电极表面上，经自然干燥 和真空干燥制得碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器。应用本传感器对不同试样气体进行检测，均表现出一定的敏感性，其中对A-苯； B-环氧氯丙烷；C-无水乙醇；D-甲苯；E-四氢呋喃等五种不同极性试样的阻抗响应测试结 果显示于图2。应用本传感器对同样上述五种试样不同浓度试样进行测试，其电阻值变化曲线显 示于图3。应用本传感器在多次暴露于环氧氯丙烷蒸气和干燥空气中，其电阻响应性具有良 好的可重复性和稳定性。三次循环测试结果显示于图4，图中横坐标为时间(s)，纵坐标为 电阻(ΚΩ)。
权利要求1.一种碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器，它包括有一至少含有五根绝缘铜 线、用环氧树脂绝缘体封装而成的电极，其特征在于所述的电极( 一端平面上覆有至少 一层碳纳米管/聚己内酯共混复合膜(1)，另一端接出有引线输出G)。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器，其特征在于所 述的电极( 包括一含有八根绝缘铜线、用环氧树脂绝缘体C3)封装在硬质聚酯空心管中 构成，每根绝缘铜线均从电极O)的一端分别接出有引线输出G)。
专利摘要一种碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器，它包括有一至少含有五根绝缘铜线、用环氧树脂绝缘体封装而成的电极，所述的电极一端平面上覆有至少一层碳纳米管/聚己内酯共混复合膜，另一端接出有引线；本实用新型制作过程简单，成本低，制得的碳纳米管/聚己内酯共混复合膜气敏传感器，携带方便，特别适用于化工企业有机极性气体的检测。
文档编号G01N27/407GK201837610SQ201020133608
公开日2011年5月18日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者程建国, 童国通 申请人:杭州职业技术学院