全氟磺酸锂电导率式湿度传感器

以碳纸为电极,Nafion溶液再铸薄膜为感湿材料,并用氯化锂将膜转换成Li+型,制备了固体聚合物电解质湿度传感器.测定了不同相对湿度下,传感器的电导率响应与相对湿度之间关系.结果表明:在相对湿度为10%～97%范围内,传感器的电导率响应对数与相对湿度之间成良好的线性关系,线性度为0.997;传感器响应的时间为40s左右;于200h内稳定性和重复性良好.     

预辐射接枝四氟乙烯-乙烯共聚物湿敏膜的制备及特性研究

利用2 MeV电子加速器, 在常温下采用预辐照引发接枝的方法, 在四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)上接枝丙烯酸(AA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS), 制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的接枝膜. 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析结果证明了磺酸基团和羧酸基团的成功引入, 并对接枝膜的热力学和化学特性进行了研究. 结果表明, 随着接枝率的增加, 接枝膜的结晶度逐渐降低, 接触角逐渐减小, 接枝膜的亲水性逐渐增强. 利用制备的接枝膜构建了电阻型湿度传感器, 并测定了传感器的电学特性. 在相对湿度(RH)从5%变化到98%时, 传感器电阻线性变化范围接近4个数量级, 具有响应速度快(吸附<1 min, 解吸<2 min), 湿滞小(<2%RH)的特点.     

预辐照接枝丙烯酸、苯乙烯磺酸钠对聚全氟乙丙烯膜性能的影响

采用常温下γ射线预辐照引发接枝的方法,在聚全氟乙丙烯(FEP)上接枝了丙烯酸(AA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS),制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的接枝膜.傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析证明了磺酸基团和羧酸基团的成功引入.采用XRD、TGA和接触角研究了接枝率对FEP膜的结晶度、热学特性及亲水性等性能的影响.结果表明,随着制备的FEP膜接枝率的增加,膜的结晶度、热稳定性和接触角逐渐减小;与此相反,FEP膜的亲水性能随接枝率的增加而增加.接枝膜湿敏性能测定结果表明,在相对湿度从5%RH变化到98%RH时,接枝膜电阻线性变化范围接近3个数量级,具有响应速度快(吸附<1min,解吸<2min),湿滞小(<3%RH)的特点,具有应用于电阻型湿度传感器的广阔前景.     

声表面波化学传感器膜材料的研究进展

声表面波(Surface Acoustic Wave,简称SAW)化学传感器是一种可用于现场实时检测的气敏传感器,具有体积小、选择性好、信号响应快等特点,其中敏感膜材料是决定其性能的关键因素。本文主要介绍了传感器的工作原理,敏感膜与吸附气体之间的作用力,对膜材料的选择及性能影响因素进行了详细阐述。重点介绍了现有膜材料的分类及应用,主要有有机聚合物膜、无机物膜、超分子膜和复合膜,比较了它们的优缺点。对现有成果进行总结,同时提出了传感器膜材料的发展趋势。     

MIL-125(Ti)及其氨基功能化材料修饰石英晶体微天平的湿敏性能

采用简单的溶剂热法制备金属有机框架化合物MIL-125(Ti)和NH_2-MIL-125(Ti)材料,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅氏转换红外线光谱分析仪和比表面积测试仪对所得样品进行表征。将2种材料修饰构建为石英晶体微天平传感器,测试其在11%～97%RH相对湿度范围内的湿度感测性能。实验结果表明,基于MIL-125(Ti)和NH_2-MIL-125(Ti)构建的传感器对湿度具有灵敏度高、重复性好、响应/恢复快等特点。相对于没有氨基修饰的MIL-125(Ti),NH_2-MIL-125(Ti)材料修饰的传感器对湿度表现出更高的响应性能。在环境湿度约52%时,NH_2-MIL-125(Ti)传感器对11%RH湿度响应值比MIL-125(Ti)湿度传感器的大57 Hz,说明氨基功能化对MIL-125(Ti)的湿敏性能有显著的增强作用。此外,通过Materials Studio模拟计算获得了水分子与MIL-125(Ti)及NH_2-MIL-125(Ti)作用的吸附焓,也证明氨基功能化对MIL-125(Ti)的湿度敏感性能具有增强作用。     

石墨烯修饰的三唑磷分子印迹电化学传感器的制备

采用石墨烯作为电极增敏材料,制备三唑磷(TAP)分子印迹电化学传感器。采用自由基聚合法,在石墨烯修饰电极(GR/GCE)上合成分子印迹聚合物膜(MIP)。利用微分脉冲伏安法、电化学阻抗谱对不同修饰电极进行电化学表征,利用微分脉冲伏安法考察了MIP和非分子印迹聚合物膜(NIP)传感器的电化学性能。在最优实验条件下,TAP浓度在1.0×10~(-7)～2.0×10~(-5)mol·L~(-1)内和MIP膜传感器峰电流呈线性关系,检出限为4.3×10~(-8)mol·L~(-1)(S/N=3)。建立MIP膜传感器的动力学吸附模型,测得结合速率常数k为9.0580 s。     

一种新型结构质子交换膜的研究

质子导体的研究近年来受到了广泛的关注,具有质子传导能力的电解质材料可广泛地应用于燃料电池、电解池、电化学反应装置以及传感器等领域[1],特别是作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心组件之一的质子交换膜越来越受到人们的重视.Nafion (Du Pont)全氟磺酸膜是目前广泛用于PEMFC中的一种质子导体.     

离子印迹传感器选择性检测甲基汞离子

以甲基汞离子为模板,8-巯基喹啉为荧光单体,4-乙烯基吡啶为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,在二甲基亚砜溶剂中,以聚偏氟乙烯(PVDF)膜为支撑介质,65℃热引发聚合得到甲基汞离子荧光印迹膜。该荧光印迹膜对甲基汞离子表现出良好的选择性,最佳吸附pH值为7.0,检出限为3.5×10-7mol/L。将其作为吸附材料,应用于河水中甲基汞离子的分离和富集,结果表明,该传感器对甲基汞离子具有良好的选择性和特异性吸附,回收率达93%～104%。     

基于碳纳米材料载体的氢气传感器

氢气作为高效洁净的二次能源备受关注,但由于氢气无色无味、易爆炸,因此在使用的过程中必须对环境中的氢气进行检查。这就决定了氢气传感器在现代工业、燃料电池及氢的贮存和分离等的氢检测方面有着重要的应用。开发灵敏度高、选择性和稳定性好的氢气传感器一直是传感器领域研究的重要方向。由于具有独特的物理化学性质、高的比表面积和优越的电子特性,碳纳米材料常作为氢气传感器的敏感材料的载体。碳纳米复合材料在吸附氢气之后,其电子性质会发生变化,利用这个性质可以实现对氢气的检测。本文就碳纳米材料与金属纳米粒子、金属氧化物、聚合物的复合材料的氢敏感材料进行了系统的分析,综述了近年来基于碳纳米材料的氢气传感器的研究进展,并对氢气传感器的应用前景和发展趋势进行了展望,指出了需要研究的科学问题。     

碳纳米管在电化学和光化学纳米生物传感器中的应用

碳纳米管(CNTs)因具有独特的物理化学及电化学性质,如较大的比表面积、较强的电子转移能力和良好的吸附性能等而引起人们的广泛关注.碳纳米管可以通过物理吸附、静电或疏水作用等非共价结合方式或共价连接方式固定生物大分子(如蛋白质、DNA、抗体等),有效地促进生物大分子与电极间直接、快速的电子转移,可应用于多种电化学生物传感器中.碳纳米管本身在近红外光区具有独特的荧光和拉曼光谱,可以利用多种光谱手段对多种生物分子实现定量检测,因此近年来碳纳米管在光化学生物传感器中的应用也逐渐受到了研究者的重视.本文对碳纳米管在电化学和光化学生物传感器中的应用进行了简要综述和展望.