حسگر گاز مقاومتي مبتني بر بسپار و نانوذرات اكسيدفلزي جهت تعيين آلاينده هاي گازي زيست محيطي

دكتري

در دهه هاي اخير فن آوري حسگرها به طور گسترده اي براي تشخيص گاز مورد استفاده و مطالعه قرار گرفته اند. با توجه به كاربردهاي مختلف اين حسگرها و محدوديتهاي ذاتي فن آوري سنجش گازها، محققان بر روي روشهاي مختلف براي بهبود كارايي حسگر گاز مطالعه كرده اند. انواع خاصي از مواد رسانا در پاسخ به برهمكنش با گازها و بخارات دچار تغيير در مقاومت الكتريكي ميشوند و حسگرهاي مربوطه با عنوان مقاومتهاي شيميايي (Chemoresistor) شناخته ميشوند. روشهاي اخير در اين زمينه بر اساس استفاده از نانوموادهاي اكسيدفلزي، بسپارها و تركيب آنها براي ساخت مقاومت شيميايي بهبود يافته است. در ميان انواع بسپارهاي هادي (CP)، پلي پيرول (PPy) به دليل خواص ويژه مانند، فعاليت اكساكاهشي عالي، سازگاري زيستي، سميت كم، هدايت الكتريكي قابل تنظيم و پايداري محيطي خوب بسپار برجسته اي محسوب ميشود. به منظور بهبود عملكرد ويژگي هاي حس گر گاز بر پايه PPy، انواع نانومواد مركب آن مورد بررسي قرار گرفته است. استفاده از انواع نانوساختارهاي اكسيده فلزي ميتواند باعث بهبود ويژگيهاي حسگري نانومواد مركب شود. در بين اين اكسيدها به دليل ويژگيهاي خاص، خواص حسگري نانو ساختارهاي روي اكسيد (ZnO) به طور گسترده مورد بررسي قرار گرفته است. ZnO ظرفيت رشد خودكار براي توليد نانوساختارهايي با اشكال، اندازه ها و ريختشناسيهاي مختلف را دارد. در اين مطالعه نيز ويژگي حسگر گاز مبتني بر نانو مواد مركب ZnO-PPy براي ساخت مقاومتهاي شيميايي مورد بررسي قرار گرفته است. ساختار اين حسگرها، اساس طراحي، روشهاي ساخت و كاربردهاي حسگر مقاومتي گازي معرفي شده است. ذرات روي اكسيد با نانوساختارهاي نانولوله و نانو صفحه به روش الكتروشيميايي توليد و تاثير تركيب آن بر خواص حسگري پلي پيرول مورد بررسي قرار گرفت. مشاهد شد كه استفاده از روي اكسيد باعث بهبود حساسيت حسگري براي اندازه گيري آمونياك ميشود. حد تشخيص حسگر براي تعيين آمونياك ppb 16 بود، مصونيت بالايي در برابر رطوبت 90% داشت. آزمونهاي گزينشپذيري نشان داد كه دستگاه POC معرفي شده منحصر به فرد است حتي رطوبت 90% براي اندازه گيري آمونياك مسئله اي ايجاد نميكند.

204836

دانشگاه علم و صنعت ايران

شيمي تجزيه

دكتر سيد محمدرضا ميلاني حسيني