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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林暉穎
研究生(外文):Lin, Hui-Ying
論文名稱:高分子混摻材料作為化學氣體感測之研究
論文名稱(外文):Study Of Chemical Gas With Blended Polymer Materials
指導教授:張章平
指導教授(外文):Chang, Chang-Ping
口試委員:洪耀勳何子萬林駿憑
口試委員(外文):Hong, Yaw-ShunHo,Chi-ManLin, Chun-Ping
口試日期:2012-05-16
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學理工學院
系所名稱:化學工程碩士班
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:高分子/奈米碳管複合材料感測器
外文關鍵詞:MWCNTs/polymer compositessensor
相關次數:
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毒害氣體之偵測對人體健康、環境品質及戰場防護等方面佔有極為重要之地位,且現今被認定是維護人類生命與地球環境之關鍵技術。本研究使用雙壁奈米碳管作為導電材料,並選擇16種高分子,製備高分子/奈米碳管複材薄膜,對化學氣體具有良好偵測能力。在吸附層的製備上,調製1.0wt.%高分子溶液並與奈米碳管製備成複材薄膜,進行氣體感測實驗。本研究使用SAA等16種高分子/奈米碳管複材薄膜,對5種氣體進行感測,產生不同之靈敏度與氣體指紋,俾利後續辨識氣體種類及比對濃度,發現對此5種氣體能有明顯不同之區隔,達偵檢辨識之目的。本研究使用原子力顯微鏡(AFM)和掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察元件表面微結構變化與形貌。以不同混摻比例高分子製備之感測膜對氣體實施偵測,可節約高分子材料與增進感測器效能,為感測器後續開發之方向。
A very important position to detect the toxic gases on human health, enviroment, industrial security, battlefield protection. Now it is a key technology for the human life and global environment. Use the double wall carbon nanotube as the conductive material and select 16 kinds of polymer to produce the MWCNTs/polymer composites which detect chemical gases well. Modulate the 1.0wt.% polymer solution with MWCNT to prepare the composites to proceed the gas sensing experiment. Use the 16 MWCNTs/polymer composites for the 5 gases to produce the different sensitivities and fingerprints identified the type and concentration of the gases. The atomic force microscope (AFM) and scanning electron microscope (SEM) were used to observe the surface morphology. The absorption NO2 was analyzed under MWCNTs/polymer sensor condition Detect the gases with the proportion of different polymer blending to conserve the polymer materials and promote the performance of sensor for the direction of the subsequent development.
目錄

誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
1. 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 3
2. 文獻回顧 4
2.1 感測器類型介紹 4
2.1.1 電化學感測器 4
2.1.2 電阻式感測器 5
2.1.3 高分子螢光式感測器 6
2.1.4 複合材料之感測器 7
2.2 高分子/導電碳材複合材料薄膜感測機制 13
2.3 溶解度參數 13
2.4 電阻靈敏度 18
2.5 主成份分析法 19
2.6 分子模擬 20
2.7 影響吸附之因素 21
2.7.1 濕度影響 21
2.7.2 溫度影響 22
2.8 混摻式高分子/奈米碳管複材薄膜對化學氣體之感測 24
3. 實驗 25
3.1 實驗藥品材料 25
3.2 實驗儀器設備 26
3.3 化學氣體感測研究之方法 26
3.4 高分子/奈米碳管複合材料薄膜製程 27
3.4.1 半導體製程矽晶基材 27
3.4.2 奈米碳管懸浮液之製備 28
3.4.3 高分子溶液之製備 28
3.4.4 混摻高分子溶液之製備 31
3.4.5 奈米碳管/高分子複合材料感測薄膜製備 31
3.5 檢測化學氣體之種類 32
3.6 化學氣體感測實驗(檢測氣體吸、脫附實驗) 33
4. 結果與討論 36
4.1複合材料薄膜之探討 36
4.1.1 奈米碳管導電層之探討 36
4.1.2 AFM表面膨潤分析 37
4.2複合材料薄膜感測化學氣體之探討 41
4.2.1 高分子種類濃度對感測效能之分析 41
4.2.2 氣體檢測之極限濃度推估 47
4.2.3 高分子種類濃度對感測效能之分析 52
4.2.4 主成份分析法辨識不同氣體 54
4.3 混摻高分子複材薄膜感測化學氣體之探討 56
4.3.1 以溶解度理論探討混摻高分子感測效能之分析 56
4.3.2將感測效能作雷達圖辨識不同氣體 62
4.3.3 主成份分析法分析辨識氣體 66
4.4運用分子模擬技術(B3LYP/6-31G* OPT Freq)計算預測及分析感測效能 68
5.結論 74
參考文獻 75
自傳 80

參考文獻

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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