Article

Article title POWER-EFFICIENT GAS SENSORS BASED ON NANOCOMPOSITE MATERIALS METAL-CONTAINING POLYACRYLONITRIL
Authors T.V. Semenistaya, V.V. Petrov, A.A. Ladigina
Section SECTION III. INFORMATION SYSTEMS, DEVICES
Month, Year 04, 2014 @en
Index UDC 539.217.5:546.28
DOI
Abstract The metal-containing (Ag, Co, Cu) polyacrylonitril (PAN) films have been fabricated using IR-pyrolysis under low vacuum conditions in different temperature and time modes according to the designed process. It is shown that gas-sensing IR-pyrolized PAN films can be applied as a sensitive layer of power-effective gas sensors of resistive type. It is established that different temperature and time modes for forming the material of metal-containing PAN films give the chance to operate its properties due to its ability to change the polymer structure that find application in the spheres of creation of multisensor device with a sensitive layer based on organic polymeric semiconductor. It is revealed that the use of organic polyconjugated semiconductor polymers in gas sensors has such advantages as its low working temperatures (close to room temperature) in comparison with inorganic semiconductors and the ability to define small (at the ppm-level) concentration of analyzed gases. Gas-sensing characteristics of the nanocomposite films samples have been defined. Power-efficient sensor to Cl2, CO, NO2, NH3 have been worked out and its gas-sensing characteristics have been presented.

Download PDF

Keywords IR-pyrolized PAN; IR-pyrolize; electroconductive organic polymers; nanocomposite materials; sensor; Cl2, CO, NO2, NH3.
References 1. Semenistaya T.V., Petrov V.V., Lu P. Nanocomposite of Ag-polyacrylonitryle as a selective chlorine sensor // Advanced Materials Research. – 2013. – Vol. 804. – P. 135-140.
2. Семенистая Т.В., Петров В.В., Бедная Т.А. Энергоэффективные сенсоры газов на основе нанокомпозитных органических полупроводников. − Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2013. – 120 с.
3. Lange U., Roznyatovskaya N.V., Mirsky V.M. Conducting polymers in chemical sensors and arrays // Analytica Chimica Acta. − 2008. − Vol. 614. − P. 1-26.
4. Королев А.Н., Семенистая Т.В., Аль-Хадрами И.С., Логинова Т.П., Брунс M. Нанокомпозитные пленки медьсодержащего полиакрилонирила: состав, структура, морфология поверхности // Перспективные материалы. – 2010. – № 5. – С. 52-56.
5. Фалчари М.М., Семенистая Т.В., Плуготаренко Н.К., Лу П. Разработка технологии получения газочувствительного материала на основе ПАН с применением квантово-химических расчетов и метода Монте-Карло // Нано- и микросистемная техника. – 2013. – № 8. – С. 34-40.
6. Дорожкин Л.М., Розанов И.А. Химические сенсоры в диагностике окружающей среды // Сенсор. – 2001. – № 2. – С. 2-9.
7. Бодягин Н.В., Вихров С.П., Мурсалов С.М., Тарасов И.В. К природе невоспроизводимости структуры и свойств твердотельных материалов // Микроэлектроника. – 2002. – Т. 31, № 4. – С. 307-313.
8. Средства измерений XXI века. Современные измерительные приборы от ведущих мировых производителей. [Электронный ресурс]. URL: http://susceptibility.ru/content/sensor – khlora – cl2s – 20 – membrapor (дата обращения 25.09.2011.).
9. Лу П., Горбатенко Ю.А., Семенистая Т.В., Воробьев Е.В., Королев А.Н. Получение чувствительных элементов сенсоров газов на основе пленок полиакрилонитрила и серебросодержащего полиакрилонитрила и определение их характеристик // Нано- и микросистемная техника. – 2011. – № 9. – С. 5-12.
10. 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.
11. Макеева Е.А. Гибридные материалы на основе диоксида олова для химических сенсоров: Дис. … канд. хим. наук. – М., 2011.
12. Вершинин Н.Н., Алейников Н.Н., Ефимов О.Н., Гусев А.Л. Газовые сенсоры СО на основе наноматериалов и твердых электролитов // Альтернативная энергетика и экология. – 2007. – № 8. – С. 10-16.
13. Сарач О.Б. Создание газовых сенсоров на основе тонких пленок диоксида олова: Дис. … канд. техн. наук. – М., 2003.
14. Liewhiran C., Tamackong N., Wisitsoraat A., Phanichphant S. Higly selective environmental sensors based on flame-spray-made SnO2 nanoparticles // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2012. – Vol. 165 (1). – P. 110-118.
15. Rout C.S., Hegde M., Govindaraj A., Rao C.N.R. Ammonia sensors based on metal oxide nanostructures // Nanotechnology. – 2007. – Vol. 18 (20). Acticle ID 205504.
16. Thong L.V., Hoa N.D., Le D.T.T., Viet D.T., Tam P.D., Le A.-T., Hieu N.V. On-chip fabrication of SnO2 – nanowire gas sensor: The effect of growth time on sensor performance // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2010. – Vol. 146 (1). – P. 361 – 367.
17. Thong L.V., L.T.N., Hieu N.V. Comparative study of gas sensor performance of SnO2 nanowires and their hierarchical nanostructures // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2010. – Vol. 150 (1). – P. 115-119.

Comments are closed.