Khảo sát tính nhạy khí NH3 tại nhiệt độ phòng của cảm biến khí trên cơ sở vật liệu lai poly-3-hexylthiophene (P3HT)/Graphene/CNT

Nghiên cứu và chế tạo cảm biến khí NH3 trên cơ sở vật liệu lai P3HT/Graphene/CNT. Vật liệu tiền chất P3HT, Graphene, CNT được hòa tan trong dung môi sau đó được trộn cơ học tạo nên tổ hợp vật liệu lai P3HT/Graphene/CNT. P3HT/Graphene/CNT dạng màng được phủ trực tiếp trên đế điện cực lưới ITO bằng phương pháp Drop casting chế tạo linh kiện cảm biến. Kết quả cho thấy cảm biến trên cơ sở vật liệu lai P3HT/Graphene/CNT đáp ứng nhạy khí NH3 tại nhiệt độ phòng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát tính nhạy khí NH3 tại nhiệt độ phòng của cảm biến khí trên cơ sở vật liệu lai poly-3-hexylthiophene (P3HT)/Graphene/CNT Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học KHẢO SÁT TÍNH NHẠY KHÍ NH3 TẠI NHIỆT ĐỘ PHÒNG CỦA CẢM BIẾN KHÍ TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU LAI POLY-3-HEXYLTHIOPHENE (P3HT)/GRAPHENE/CNT Trần Quang Trung, Nguyễn Tố Quyên*, Trần Thị Trà Giang Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: toquyen.har@gmail.com TÓM TẮT Nghiên cứu và chế tạo cảm biến khí NH3 trên cơ sở vật liệu lai P3HT/Graphene/CNT. Vật liệu tiền chất P3HT, Graphene, CNT được hòa tan trong dung môi sau đó được trộn cơ học tạo nên tổ hợp vật liệu lai P3HT/Graphene/CNT. P3HT/Graphene/CNT dạng màng được phủ trực tiếp trên đế điện cực lưới ITO bằng phương pháp Drop casting chế tạo linh kiện cảm biến. Kết quả cho thấy cảm biến trên cơ sở vật liệu lai P3HT/Graphene/CNT đáp ứng nhạy khí NH3 tại nhiệt độ phòng. Từ khóa: Cảm biến khí NH3, P3HT/Graphene/CNT; vật liệu lai. INVESTIGATION OF SENSITIVITY POLY-3-HEXYLTHIOPHENE (P3HT)/GRAPHENE/CNT HYBRID MATERIALS - BASED SENSORS FOR AMMONIAC GAS SENSORS AT ROOM TEMPERATURE Tran Quang Trung, Nguyen To Quyen*, Tran Thi Tra Giang University of Science, VNU-HCM *Corresponding authour: toquyen.har@gmail.com ABSTRACT Research and manufacture of NH3 gas sensors based on P3HT/Graphene/CNT hybrid materials. Precursors of P3HT, Graphene, and CNT were dissolved in the solvent and then mechanically blended to form P3HT/Graphene/CNT hybrid materials. The P3HT/Graphene/CNT film is coated directly on the ITO grid electrode base by means of the drop casting method. The results show that the sensor based on P3HT/Graphene/CNT hybrids responds to NH3 sensitive at room temperature. Keywords: Ammoniac gas sensors, hybrid materials, P3HT/Graphene/CNT. TỔNG QUAN Polymer dẫn được các nhà khoa học chế tạo Trong những năm gần đây, có hai vấn đề và nghiên cứu nhằm ứng dụng hiệu quả vào đang là mối quan tâm hàng đầu đó là môi lĩnh vực linh kiện quang điện thay thế các trường và vệ sinh an toàn thực phẩm. Lượng loại bán dẫn vô cơ [2]. Bên cạnh đó, một đặc khí thải độc hại như NH3, NO, NO2,...có tính tuyệt vời khác của chúng chưa được trong môi trường bị ô nhiễm hay sản sinh ra quan tâm là khả năng nhạy và lọc lựa khí từ thực phẩm bẩn, ôi thiu, biến chất. Lượng thông qua những gốc (nhóm chức) khác nhau khí thải độc hại này gây ảnh hưởng nghiêm gắn kết trên chuỗi polymer liên hợp của trọng tới sức khỏe của con người. Các cảm chúng. Đối với định hướng nghiên cứu nhạy biến nhạy khí hiện nay đa số sử dụng vật liệu khí NH3 chúng tôi sử dụng tổ hợp lai là oxide kim loại có tính bán dẫn. Các cảm P3HT/Graphene/CNT trong đó P3HT là vật biến này có độ nhạy cao, tuy nhiên chúng cần liệu truyền lỗ trống dễ dàng nhận điện tử của thời gian dài cho quá trình nhạy khí và giải NH3, ngoài ra P3HT có độ rộng vùng cấm hấp; đặc biệt chúng cần nhiệt độ cho quá với các mức LUMO và HOMO tương thích trình giải hấp [1]. Để giảm nhiệt độ làm việc với các điện cực phổ biến như Al, ITO,... có của cảm biến cũng như dễ dàng trong quá thể dễ dàng thiết kế được linh kiện cảm biến trình sử dụng, cần tìm ra vật liệu có thể thay lấy tín hiệu ra. CNT (cấu trúc nano Carbon thế vật liệu oxide kim loại và đáp ứng yêu dạng ống) đóng vai trò làm cầu nối dẫn điện cầu đặt ra là có khả năng hoạt động tại nhiệt cho các chuỗi P3HT [3] để khắc phục nhược độ phòng. điểm truyền hạt tải bằng cơ chế hopping của 377 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học đại đa số polymer dẫn và vật liệu mới Chuẩn bị dung dịch phủ màng Graphene với cấu trúc nano Carbon dạng Hỗn hợp 10 mg P3HT (Sigma Aldrich) với 2 mảng sẽ giúp CNT phân tán tốt trong P3HT. ml dung môi di-chlorobenzene được đánh Trong bài báo này, chúng tôi hòa tan các vật siêu âm trong 1 giờ, thu được dung dịch có liệu tiền chất với các dung môi thích hợp sau màu cam sáng trong suốt với nồng độ đó trộn cơ học chúng theo các tỉ lệ để tạo tổ 5mg/ml. Hỗn hợp 50mg CNT (ϕ = 20nm, hợp lai. Từ tổ hợp lai tạo được, chúng tôi phủ Sigma Aldrich) với 10ml dung môi NMP màng vật liệu lai P3HT/Graphene/CNT lên được đánh siêu âm trong 6 giờ, thu được đế điện cực lưới ITO bằng phương pháp dung dịch màu đen ở trạng thái huyền phù Drop casting ủ ở nhiệt độ 1800C để loại bỏ với nồng độ 5mg/ml. Để tạo dung dịch hoàn toàn dung môi. Ảnh ch ...