Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ СЕНСОРОВ ГАЗА НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА
Автор Т.А. Бедная, С.П. Коноваленко
Рубрика РАЗДЕЛ IV. ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОТЕХНОЛОГИИ
Месяц, год 08, 2015
Индекс УДК 621.317.799:539.216.2:539.217.5:541.67
DOI
Аннотация В связи с загрязнениями атмосферы токсичными газами важной является проблема измерения их концентрации в воздухе. Для обнаружения токсичных веществ в воздухе необходимы сенсоры газов, которые будут являться не только надежными, высоко чувсттительными, селективными и обратимыми в благоприятных температурных условиях, но и оставаться стабильными в течение достаточно долгого времени. В настоящее время одной из наиболее распространенных и перспективных систем мониторинга газового состава атмосферы являются полупроводниковые резистивные сенсоры. Для их создания большой интерес вызывает возможность регулирования различных механических и электрофизических свойств полимеров путем добавления в исходную полимерную матрицу дисперсных наполнителей. Одним из перспективных с практической точки зрения направлений в этой области является создание композитных полимеров с улучшенными газочувствительными свойствами. В данной работе исследовались сенсоры на основе полиакрилонитрила (ПАН) с различным процентным содержанием кобальта. Изменяя технологические параметры процесса формирования структуры металлорганических полимерных нанокомпозитов, появляется возможность изменения электрофизических свойств материала. Обнаружено, что внесение наполнителя (в данном случае кобальта) в исходный полимер приводит к улучшению стабильности сенсора. Целью данной работы является построение модели, которая позволяет связать стабильность значений коэффициента газочувствительности пленок кобальтсодержащего ПАН с параметрами технологического процесса формирования газочувствительного материала. Данная модель предлагается для целенаправленного синтеза материалов и значительного сокращения времени и ресурсов.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанокомпозитные материалы; полиакрилонитрил; нейросетевое моделирование; газочувствительные материалы; металлсодержащие органические полимеры; ИК-отжиг.
Библиографический список 1. Harrison R., Webb J. A review of the effect of N fertiliser type on gaseous emissions // Adv. Agron. – 2001. – Vol. 73. – Р. 65-108.
2. Abdul-Wahab S. A., Al-Alawi S. M., El-Zawahry A. Patterns of SO2 emissions: a refinery case study // Environmental Modelling and Software. – 2002. – Vol. 17 (6). – Р. 563-570.
3. Lemieux P.M., Lutes С.C., Santoianni D.A. Emissions of organic air toxics from open burning: a comprehensive review // Progress in Energy and Cimbustion Sci. – 2004. – Vol. 30. – P. 1-32.
4. Васильев Р.Б., Рябова Л.И., Румянцева М.Н., Гаськов А.М. Газовая чувствительность границ раздела в полупроводниковых материалах // Сенсор. – 2005. – No. 1. – С. 21-47.
5. Шахотин А.Н., Кудряшов С.И., Сафонова О.В., Гаськов А.М., Демидов А.В., Путилин Ф.Н. Легирование палладием поликристаллических пленок SnO2 методом лазерной абляции // Химия высоких энергий. – 2000. – Т. 34, № 3. – С. 219-235.
6. Madler L., Roessler A., Pratsinis S.E., Sahm T., Gurlo A., Barsan N., Weimar U. Direct formation of highly porous gas-sensing films by in situ thermophoretic deposition of flame-made Pt/SnO 2 nano-particles // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2006. – Vol. 114 (1). – P. 283-295.
7. Choi U.-S., Sakai G., Shimanoe K., Yamazoe N. Sensing properties of Au-loaded SnO2-Co3O4 composites to CO and H2// Sensors and Actuators B: Chemical. – 2006. – Vol. 107. – P. 397-401.
8. Wurzinger O., Reinhardt G. CO-sensing properties of doped SnO2 sensors in H2-rich gases //Sensors and Actuators B: Chemical. – 2004. – Vol. 103. – P. 104-110.
9. Kennedy M.M., Kruis F.E., Fissan H., Mentha B.R., Stappert S., Dumpich G. Tailored nano-particle films from monosized tin oxide nanocrystals: Particle synthesis, film formation, and size-dependent gas-sensing properties // J. Appl. Phys. – 2003. – Vol. 93. – P.551-560.
10. Joshi R.K., Kruis F.E., Dmitrieva O. Gas sensing behavior of SnO1. 8: Ag films composed of size-selected nanoparticles // J. Nanopart. Res. – 2006. – Vol. 8. – P. 797-808.
11. Semenistaya T., Petrov V, Ping Lu. Nanocomposite of Ag-Polyacrylonitryle as a Selective Chlorine Sensor // Advanced Materials Research. – 2013. – Vol. 804. – P. 135-140.
12. Кожитов Л.В., Крапухин В.В., Козлов В.В., Карпачева Г.П. Способ получения термостабильного нанокомпозита Cu/Полиакрилонитрил. Патент №2330864. 2008 г.
13. Аль-Хадрами И.С., Королев А.Н., Семенистая Т.В., Назарова Т.Н., Петров В.В. Исследование газочувствительных свойств медьсодержащего полиакрилонитрила // Известия вузов. Электроника. – 2008. – № 1. – С. 20-25.
14. Макеева Н.А., Пин Лу, Иванец В.А., Семенистая Т.В., Плуготаренко Н.К., Королев А.Н. Прогнозирование величины отклика на диоксид азота газочувствительного материала на основе полиакрилонитрила с помощью методов теории самоорганизации // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 149-156.
15. Земцов Л.М., Карпачева Г.П. Химические превращения полиакрилонитрила под действием некогерентного инфракрасного излучения // Высокомолекулярные соединения. – 1994. – Т. 36, № 6. – С. 919-924.
16. Bradley J. Holliday, Thomas B. Standford, and Timothy M. Swager. Chemoresistive gas-phase nitric oxide sensing with cobalt-containing metallopolymers // Chem. Mater. – 2006. – Vol. 18. – P. 5649-5651.
17. Бедная Т.А., Коноваленко С.П., Семенистая Т.В. Сравнительный анализ газочувствительности материалов на основе полиакрилонитрила с различными модифицирующими добавками // Тез. докл. 14-й науч. молодеж. школы «Физика и технология микро- и наносистем». – Санкт-Петербург, 2011. – С. 42.
18. Коноваленко С.П., Бедная Т.А., Семенистая Т.В., Королев А.Н. Прогнозирование влияния технологических параметров формирования газочувствительных материалов на основе полиакрилонитрила на электросопротивление // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. – 2013. – № 1. – С. 48-52.
19. Семенистая Т.В., Петров В.В., Бедная Т.А. Энергоэффективные сенсоры газов на основе нанокомпозитных органических полупроводников. – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2013. – 120 с
20. Головко В.А. Нейронные сети: обучение, организация и применение. Кн. 4: Учеб. пособие для вузов / Под общ. ред. А.И. Галушкина. – М.: ИПРЖР.2001. – 256 с
21. Anil K. Jain, Jianchang Mao, K.M. Mohiuddinо Artificial Neural Networks: A Tutorial // Computer. – 1996. – Vol. 29, No. 3. – P. 31-44.
22. Баскин И.И. Моделирование свойств химических соединений с использованием искусственных нейронных сетей и фрагментных дескрипторов: дис. … д-ра физ.-мат. наук. – М., 2009.
23. Лу Пин. Разработка технологии изготовления и исследование характеристик сенсоров диоксида азота и хлора на основе пленок полиакрилонитрила: дис. … канд. техн. наук. – Таганрог, 2012.

Comments are closed.