ZnPcCl-,16-有機半導體材料合成及其氯氣傳感器研究.pdf

1、隨著石油化學工業(yè)的發(fā)展，易燃、易爆、有毒、有害氣體的種類和應用范圍與日俱增，這些氣體一旦發(fā)生泄露，將會引發(fā)中毒、火災甚至爆炸事故，嚴重危害人民的生命和財產(chǎn)安全。因此，及時可靠地探測空氣中某些氣體的含量，采取有效措施，減少泄露引發(fā)的事故非常重要。要做到這一點，對氣體探測器的核心器件一氣體傳感器的要求越來越高，而新材料特別是新的氣敏材料的不斷問世，給氣體傳感器的發(fā)展提供了可能。 目前，氣體傳感器的一個新進展和研究熱點就是高分子功能材

2、料的廣泛應用。迄今為止，國內(nèi)外對結構型高分子氣敏材料研究較為深入的品種有酞菁、聚苯胺、卟吩，卟啉和它們的衍生物、絡合物。其中，酞菁配合物由于化學、熱學穩(wěn)定性高，并且可通過調(diào)整中心金屬原子、改變周邊環(huán)上、軸向上的取代基實現(xiàn)改性，使其具有較高的靈敏度和高的選擇性，被認為是一類有廣闊研究與開發(fā)應用前景的氣敏材料。 本文采用“鉬酸銨固相催化法”，以四氯苯酐和尿素為原料，合成了十六氯酞菁鋅氣敏材料，并通過能譜、X射線衍射、紅外吸收、紫外-

3、可見光吸收對其進行了表征和分析。通過MEMS微加工技術，在Al2O3陶瓷基片上制作了背面帶有加熱功能的叉指電極；采用蒸發(fā)鍍膜工藝制作了氣體傳感器薄膜，分析了蒸發(fā)鍍膜工藝參數(shù)對薄膜氣敏性的影響，并對Cl2進行了氣敏測試。最后，提出了有機半導體物理化學吸附的氣敏機理模型。 通過考察工藝條件對氣敏性的影響，確認了現(xiàn)有材料的最佳成膜工藝參數(shù)：基片溫度150℃、蒸發(fā)電流95 A、薄膜厚度50 nm。Cl2氣敏測試結果表明，該氣敏傳感器對C