基于碳纳米管的尖端电极对汤生放电型气体传感器特性的影响

研制出不锈钢针尖，特制钨尖，以及在尖端上生长有碳纳米管(CNT)阵列的针尖与钨尖4种尖端电极，分别测试了4种尖端电极的负离子产生量，及其在空气中汤生放电的不同的I—V特性曲线。影响气体放电的因素很多，其中电极形状和材料是极为关键的因素。笔者通过大量的研究，对这4种尖端电极进行了分析和讨论，发现特制钨尖比不锈钢针尖的表面电场强，而在这两种尖端上生长了碳纳米管后，负离子产生量分别提高到原来的3倍，表明其表面电场加强且表面逸出功降低。汤生放电研究发现，选择生长有碳纳米管的特制钨尖作为电极，不仅可以降低气体的放电电压，而且还可以增大极间距，有利于气流的通畅和传感器的恢复。     

基于金纳米颗粒的化学电阻传感器检测苯类气体

为提高气体传感器对苯系物的选择性,文中通过Au-S键的自组装作用和滴铸法制备了4-甲氧基苄硫醇(MTT)修饰的金纳米颗粒(AuNPs)化学电阻传感器,用扫描电子显微镜(SEM)对其微观形貌进行了表征.设计了气体检测平台和数据采集系统,并对传感器的气敏性能进行了检测,结果显示:基于MTT功能化的AuNP s化学电阻传感器...     

基于多壁碳纳米管的QCM甲醛传感器的研究

采用化学还原沉积法制备了经贵金属钯(Pd)修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs),Pd均匀地分布在多壁碳纳米管上,Pd/MWCNTs的平均粒径为4 nm.以Pd/MWCNTs作为敏感材料将其均匀地涂覆在石英微振天平(QCM)表面制成QCM甲醛传感器.测试系统安装了2个QCM:参比QCM(洁净的晶振)和敏感QCM(涂覆了 Pd/MWCNTs的晶振),传感器的响应为通入待测气体前后这2个QCM间频率差的变化值.在室温条件下,该气体传感器对甲醛气体具有较明显的响应,线性范围为1.3～65 mg/m3,检出限可达0.026 mg/m3.对13 mg/m3甲醛气体的响应为262.4 Hz,响应时间约为120s,恢复时间约110 s.该传感器具有可重复性、较好的使用寿命和一定选择性.     

催化剂颗粒对自持放电型碳纳米管气体传感器电极的影响

根据高电场作用下，气体的自持暗放电曲线不同区分气体的方法灵敏度高，不易产生交叉敏感，但是工作电压高，用催化热解法在硅基上生长出垂直于基底的碳纳米管阵列，利用碳纳米管的尖端效应，使得高电场集中在一个微小的区域内（纳米级），从而使得气体导电所需的工作电压大幅度下降，催化热解法生长出的碳纳米管顶端含有催化剂颗粒，当其紧密排列时，形成屏蔽层，减弱了碳纳米管的表面场强，这里，提出三步纯化法，去除了碳纳米管阵列顶端的催化剂颗粒，极大地增强了碳纳米管的表面场强。     

基于硅桥的新型甲醛气体传感器的研究

提出了一种基于高分子薄膜溶胀效应的新型MEMS压阻式甲醛气体传感器,其结构由嵌入惠斯通电桥的硅桥和一层改性丙烯酸酯气敏薄膜构成,敏感薄膜因吸收甲醛气体发生溶胀使硅桥上的惠斯通电桥产生输出电压,从而实现对甲醛气体的检测.基于弹性力学薄板原理构建了该气体传感器中硅桥与改性丙烯酸酯薄膜相互作用的模型,并推导出传感器的输出公式.实验结果验证了理论分析模型,实验结果表明该传感器有很好的线性,选择性.实验测得该传感器灵敏度为0.975×106ecr,分辨率为10×10-6,响应时间和恢复时间分别为50s和65s.该传感器结构简单、无须加热,工艺成熟、成本低,应用MEMS 工艺技术可实现与信号处理电路的集成.     

尿酸在纳米金-聚番红花红修饰电极上的电化学行为及修饰电极的应用研究

本研究制备了纳米金-聚番红花红复合膜修饰的玻碳电极,并利用差分脉冲法(DPV)研究了尿酸在此修饰电极上的电化学行为.结果表明纳米金-聚番红花红复合膜对于尿酸的氧化能够起到明显的电催化作用.在优化条件下,尿酸的氧化峰电流与其浓度在1.0 x 10-6～1.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为6.0×10-7 mol/L.该方法快速,准确,将聚纳米金-番红花红复合膜修饰电极用于体液中尿酸的测定,回收率在95.0 ％～100％之间.     

Nafion-石墨烯-纳米金修饰电极测定尿酸

将Nafion和石墨烯及纳米金复合后修饰在玻碳电极上制成修饰电极,用于尿酸电化学行为的研究。在pH 5.8的磷酸盐缓冲溶液中,该修饰电极对尿酸具有良好的电催化作用,尿酸浓度在2.0×10^-7 ～2.0×10^-5 mol/L范围内与其氧化峰电流呈较好的线性关系,相关系数为0.9843,检出限为1.0×10^-8 mol/L。方法用于实际样品的测定,加标回收率为96.8～103.2%,RSD为2.7～3.3%。     

基于红外吸收光谱的甲醛气体浓度检测

针对传统甲醛气体检测的不足,基于红外光谱吸收原理,采用差分吸收技术设计了甲醛气体浓度探测系统。该方法对检测的甲醛气体光谱值以及供电电压进行模数转换,通过光学检测系统对甲醛气体浓度进行检测,利用虚拟仪器LabVIEW软件实现数据采集、数据处理及数据存储与回放等功能。具有操作简单,界面直观,人机友好的特点,能对室内甲醛气体浓度进行实时检测。     

光纤甲烷气体传感器的研究

】介绍了一种新型透射式光纤甲烷传感器。在不存在透射膜时,由于甲烷对光吸收系数较小,吸收长度较短,光强的变化不够明显。通过研究制备一种纳米级多孔透射膜,大大增强了甲烷气体对光线的吸收。     

基于碳纳米管的偶氮纳米复合材料的制备及光电导性能研究

通过改进的液相直接沉淀法制备了2,5-双(1'-偶氮基-2'-羟基-3'-萘甲酰基-邻-氯苯胺)噁唑(AZO)的纳米微粒,并将AZO纳米级颗粒固定在多壁碳纳米管上(MWCNT-AZO).利用透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和紫外-可见光吸收光谱表征了AZO纳米级颗粒和MWCNT-AZO纳米复合体系的结构.以AZO纳米微粒或MWCNT-AZO纳米复合材料作为载流子发生材料,制备单层光电导体,采用光致电压衰减法研究光电导体性能.结果表明,由于纳米尺寸效应,AZO纳米微粒的光电导性能要比本体AZO颗粒好的多.同时发现,相对于本体AZO和MWCNT/本体AZO复合材料,MWCNT-AZO纳米复合材料表现出更佳的光电导性能和更宽的光谱响应范围,这是MWCNT-AZO纳米复合材料的纳米尺寸效应以及AZO纳米微粒向MWCNT的电荷转移引起的.     

微电流型固体电解质二氧化碳气体传感器研究

】成功地开发研究了一种具有空间网状多孔结构的新型固体聚合物电解质,由其在金微电极上成膜构制的全固态电化学体系,在常温下对ＣＯ２气体有良好的电流响应特性。如此建立的结构一体的微电流型固体电解质ＣＯ２气体传感器,既消除了常规电化学传感器使用流动电解液引发的弊端,又有体积小、结构紧凑、使用方便的独到优点。     

掺杂对甲醛气敏元件气敏特性的改善

纳米材料SnO2对大多数VOC气体具有敏感性.文中以SnO2为基料制作了旁热式甲醛气敏元件,为改善甲醛气敏元件的气敏特性,选择了2%Sb,3%Sb,2%Pd,3%Pd,4种比例的掺杂材料,并以低体积分数甲醛作为测试气体,对SnO2气敏元件的气敏特性进行了测试.结果显示:掺杂2%Pd的气敏元件气敏特性良好.     

复合铸造法制备纳米碳管增强镁基复合材料的研究

采用复合铸造的方法制备了碳纳米管(CNTs)增强镁基复合材料；对其力学性能进行了测试，并对显微组织进行了观察和分析。用透射电镜(TEM)和能谱(EDS)方法对CNTs涂覆层的界面结构和成分进行分析，探讨了CNTS对镁基复合材料的增强机理及作用机制。试验结果表明：加入CNTs后，复合材料的抗拉强度比基体最高可提高150％以上，延伸率最高可提高30％以上，平均弹性模量可增加近80％，硬度可升高6HB；采用化学镀镍方法可在CNTs表面获得均匀的涂覆层，改善CNTs与基体的润湿和结合状况，提高CNTs对镁基材料的增强效果。CNTs对镁基材料具有较好的增强效果，能明显细化晶粒组织．促使复合材料的位错密度增加，大幅度提高复合材料的抗拉强度、延伸率、硬度和平均弹性模量。但在本文试验条件下，CNTs的加入量不能太高，否则，因CNTS难以分散而使复合材料的性能大幅下降。     

对甲酚在碳纳米管修饰电极上的电化学行为及其测定

研究了对甲酚在多壁碳纳米管修饰玻碳电极（MWNTs／GC）上的电化学行为。MWNTs／GC电极对对甲酚具有良好的电催化作用,相比玻碳电极对甲酚的氧化峰电位负移731TIV,峰电流约为玻碳电极上的4倍。同一电极重复扫描10次后,对甲酚在碳纳米管上的峰电流仍能达到最初电流的86．8％,而GC电极在相同浓度对甲酚中重复扫描3次后,峰电流降到最初电流的37．2％,表明碳纳米管提高了GC电极检测对甲酚的稳定性。研究了溶液pH值和扫描速率对对甲酚氧化的影响。并采用计时电流法研究了峰电流与对甲酚的浓度关系,结果显示峰电流与对甲酚的浓度在2．0×10^-7～2．0×10^-4mol／L范围内呈良好线性关系,检出限为9．3×10^-8mol／L（S／N=3）。     

渐逝场型光纤钯膜氢气传感器的研制

文中论述了渐逝场型光纤氢气传感器的传感结构和工作原理,并对传感头镀膜技术进行了仔细分析,由此确定出钯膜的最佳厚度以及膜厚控制方法.在此理论指导下,研制出渐逝场型光纤钯膜氢气传感器.经过气体浓度测试表明,氢气传感器输出的实验数据与理论分析结果符合较好,试验结果准确揭示了钯膜氢敏特性与膜厚的变化规律.     

Study on Tribological Properties of Multi-walled Carbon Nanotubes/Epoxy Resin Nanocomposites

Multi-walled carbon nanotubes/epoxy resin (MWNTs/EP) nanocomposites with different MWNTs contents have been prepared successfully. The influence of MWNTs on the friction and wear behaviors of the nanocomposites was investigated by a friction and wear tester under dry-sliding contact conditions. The relative humidity of the air was about 50±10%. Contrast to pure EP, MWNTs/EP nanocomposites showed not only higher wear resistance but also smaller friction coefficient. MWNTs could dramatically reduce the friction and improve the wear resistance behaviors of the nanocomposites. The mechanisms of the significant improvements on the tribological properties of the MWNTs/EP nanocomposites were also discussed.