金属(Fe、Co、Mn)四苯基卟啉光波导元件的制备及气敏性研究

来源 :新疆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dlghk
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属卟啉类化合物的研究在近年来受到广泛关注,其以优越的光电性能及对某些官能团的识别而具有很好的气敏性,因此将其应用于气体检测方面具有重要意义。本文制备了金属(Fe、Co、Mn)四苯基卟啉化合物,对其气敏性能进行了系统研究,通过模拟实验,探讨了干扰气体对敏感元件气敏性能的影响,以及环境湿度对传感元件的影响。本章的前言部分分别系统地介绍了传感器和气体传感器的定义及分类;介绍了光波导气体传感器的发展、分类及应用;重点介绍了光波导气敏材料的选择。在第二章中,系统地对卟啉及金属卟啉类化合物的特点、合成方法进行了介绍;通过Adler法合成了四苯基卟啉及金属(Fe、Co、Mn)四苯基卟啉,柱色谱提纯;探讨了实验合成过程中反应溶剂、合成时间对卟啉产率的影响;通过核磁共振(1H NMR)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)和紫外可见光谱(UV-Vis)手段对其进行了表征,并对其结构进行了探讨。在第三章中,将FeTPP作为敏感试剂,利用旋转甩涂法制备了FeTPP薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件。在室温下对甲苯、二甲苯、乙二胺等23种气体(饱和蒸汽)进行多次检测,确定主要检测对象后,探讨了薄膜的形貌对FeTPP敏感材料气敏性的影响;通过模拟实验,测定了干扰气体(甲苯、氨气、乙醇)对FeTPP敏感元件气敏性能的影响;同时检测了环境湿度对于敏感元件的影响。实验结果表明,所制备的敏感元件对乙二胺气体(蒸汽)表现出较好的选择性响应,能够测定体积比为1×10-10(V/V0)的乙二胺气体;在干扰气体存在的情况下,该传感元件对乙二胺气体的检测体积比可达1×10-7(V/V0),环境湿度对于敏感元件的影响较小。在第三章实验的基础上,为了进一步探讨金属卟啉配合物分子中心的金属元素对于被测气体的不同响应,制备了CoTPP薄膜/K+交换玻璃光波导元件,在室温下对18种挥发性气体(饱和蒸汽)进行多次检测,探讨了环境湿度对敏感元件的影响,同样测试了干扰气体对于敏感元件气敏性的影响。实验结果表明:所制备的敏感元件对乙醇气体表现出较好的选择性,可以检测到体积比为1×10-6(V/V0)的乙醇气体,在干扰气体(苯、甲苯、氨气)存在的情况下,可以检测到体积比为1×10-4(V/V0)的乙醇气体,当干扰气体(苯、甲苯、氨气)的体积比低于1×10-5(V/V0)时,对乙醇气体的响应产生较小的影响,环境湿度对敏感元件的影响可以忽略。第五章是在前两章工作的基础上,筛选了中心离子具有空轨道的四苯基卟啉锰作为敏感试剂,制备了四苯基卟啉锰薄膜/K+交换玻璃光波导元件,在室温下对苯类、胺类、醇类等19种挥发性气体(饱和蒸汽)进行了多次检测;通过模拟实验探讨干扰气体对于敏感元件气敏性的影响;与前两章不同的是:针对环境湿度对敏感元件气敏性的影响进行了更加深入地探讨。结果表明:制备的MnTPP敏感元件对三甲胺气体(蒸汽)具有非常好的选择性响应。可以检测体积比为1×10-8(V/V0)的纯三甲胺气体;在与干扰气体(二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)混合时,可以检测体积比为1×10-7(V/V0)的三甲胺气体。在三种干扰气体(甲胺、氨气、乙醇)体积比不大于1×10-4(V/V0)时,其对三甲胺气体响应的影响较小。湿度对敏感元件的影响较小,但环境湿度大于70%RH时,会对TMA气体的响应有一定程度的影响。
其他文献
(类)石墨烯基导电聚合物凭借其良好的导电能力和独特的官能团引起了科研工作者们的广泛兴趣。本论文以(类)石墨烯为支撑材料,在它表面上化学聚合苯胺或其衍生物单体,制备了三种纳米复合材料,并基于所得材料进行了一系列的电化学传感研究。具体工作可以被划分为以下三点:(1)采用氧化石墨烯(GNO)作为支撑材料,制备得到了不同形貌的聚苯胺-氧化石墨烯(PANI-GNO)纳米复合材料,并将它们在DNA传感中的电化
采用新型种子聚合法,合成了单分散高交联的乙基乙烯苯-二乙烯基苯微球,并研究了一种新的表面接枝型聚合物阳离子色谱柱填料的制备方法.以6 μ m的单分散聚乙基乙烯苯-二乙烯
金属离子的纳米粒子通常具有相对较大的比表面积,这使得基于其量子点的阳离子交换反应可以在室温条件下快速反应完全,此过程无需酶以及其他催化剂的参与,并且可以在较短的时
该论文针对形状稳定的有机相变材料,研究这些相变材料的制备方法,微观结构与相变特性,吸热与放热特性,及其保持形状稳定、耐老化能力的影响机制等,论文的目的是拟利用这些新
鉴于离子液体的结构和功能可设计性,通过调整有机阳离子和多酸阴离子的种类和比例合成了19种用于催化松香聚合反应的酸性杂多类离子液体催化剂。利用FT-IR、1H-NMR对优选出的催化剂H2[TEAPS]PW12O40、Sm0.33[TEAPS]2PW12O40、 Al0.66[MIMPS]PW12O40进行了结构表征,通过正丁胺电位滴定法对合成的离子液体的酸强度和总酸量进行了研究,并采用热重对其热稳定
该论文通过对碲半导体纳米带与纳米管,硫化铅、硫化锑与氧化锌半导体纳米棒等一系列一维纳米结构材料的合成与表征研究,发现了一种新的纳米管形成机制,发展了几种新的低维纳