Статья

Название статьи НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СЕНСОР МОНООКСИДА УГЛЕРОДА НА ОСНОВЕ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПЛЕНОК КОБАЛЬТ- СОДЕРЖАЩЕГО ПАН ДЛЯ СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Автор Т.В. Семенистая, А.А. Воронова, З.Х. Калажоков, Л.Б. Мисакова, Х.Х. Калажоков
Рубрика РАЗДЕЛ III. НАНОСИСТЕМНАЯ ТЕХНИКА
Месяц, год 09, 2014
Индекс УДК 539.217.5:546.28
DOI
Аннотация Методом пиролиза под воздействием некогерентного ИК-излучения в разных температурно-временных режимах ИК-отжига получены нанокомпозитные пленки Со-содержащего полиакрилонитрила (ПАН). Проведен литературный обзор статей, посвященных созданию и исследованию материалов, чувствительных к монооксиду углерода. Рассмотрены результаты исследований сенсоров монооксида углерода разных типов с чувствительным слоем, как на основе органических полимерных материалов, так и неорганических. Представлены основные технические характеристики рассмотренных сенсоров. По результатам проведенного литературного обзора сделаны заключения по целесообразности выбранного материала и технологии его изготовления. Изучены электрические и сенсорные свойства полученных образцов пленок и определены химические состояния атомов, составляющих пленки. В результате проведенных исследований установлено, что материалы на основе плёнок Со-содержащего ПАН с достаточно высокой степенью сопротивления (109 – 1011 Ом) обладают чувствительностью к СО (S = 1,0 ч ÷2,4) при рабочих низких температурах (16 ÷32 оС) и концентрациях детектируемого газа, находящихся в интервале 15÷300 ppm. Определены основные условия эксплуатации предлагаемого сенсора СО и его основные технические характеристики.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанокомпозитные материалы; ПАН; металлорганические пленки; ИК-отжиг; газочувствительные материалы; СО.
Библиографический список 1. Misra S.C.K., Mathur P., Srivastava B.K. Vacuum-deposited nanocrystalline polyaniline thin film sensors for detection of carbon monoxide // Sensors and Actuators, A. – 2004. – Vol. 114. – P. 30-35.
2. Paul S., Chavan N.N., Radhakrishnan S. Polypyrrole functionalized with ferrocenyl derivative as a rapid carbon monoxide sensor // Synthetic Metals. – 2009. – № 159. – P. 415-418.
3. Malyshev V.V., Pislyakov A.V. Investigation of gas-sensitivity of sensor structures to carbon monoxide in a wide range of temperature, concentration and humidity of gas medium // Sensors and Actuators, B. – 2007. – Vol. 123. – P. 71-81.
4. Wang C.-T., Chen M.-T. Vanadium-promoted tin oxide semiconductor carbon monoxide gas sensors // Sensors and Actuators, B. – 2010. – Vol. 150. – P. 360-366.
5. Paul S., Amalraj F., Radhakrishnan S. CO sensor based on polypyrrole functionalized with iron porphyrin // Synthetic Metals. – 2009. – № 159. – P. 1019-1023.
6. Dutta P.K., Frank M., Hunter G.W., George M. Reactively sputtered titania films as high temperature carbon monoxide sensors // Sensors and Actuators, B. – 2005. – Vol. 106. – P. 810-815.
7. Liu C., Noda Z., Sasaki K., Hayashi K. Development of a polyaniline nanofiber-based carbon monoxide sensor for hydrogen fuel cell application // International Journal of hydrogen energy. – 2012. – Vol. 37. – P. 13529-13535.
8. Salehi A., Nikfarjam A. Room temperature carbon monoxide sensor using ITO/n-GaAs Schottky contact // Sensors and Actuators, B. – 2004. – Vol. 101. – P. 394-400.
9. Kim B., Lu Y., Hannon A., Meyyappan M., Li J. Low temperature Pd/SnO2 sensor for carbon monoxide detection // Sensors and Actuators, B. – 2013. – Vol. 177. – P. 770-775.
10. Nagai D., Nakashima T., Nishibori M., Itoh T., Izu N., Shin W. Thermoelectric gas sensor with CO combustion catalyst for ppm level carbon monoxide detection // Sensors and Actuators, B. – 2013. – Vol. 182. – P. 789-794.
11. Santhosh P., Manesh K.M., Gopalan A., Lee K.-P. Novel amperometric carbon monoxide sensor based on multi-wall carbon nanotubes grafted with polydiphenylamine–Fabrication and
performance // Sensors and Actuators, B. – 2007. – Vol. 125. – P. 92-99.
12. Wang C.-T., Chen H.-Y., Chen Y.-C. Gold/vanadium–tin oxide nanocomposites prepared by co-precipitation method for carbon monoxide gas sensors // Sensors and Actuators, B. – 2013. – Vol. 176. – P. 945-951.
13. Javadpour S., Gharavi A., Feizpour A., Khanehzar A., Panahi F. Morpholine doped poly (3,4-ethylenedioxy) thiophene–poly (styrenesulfonate) as a low temperature and quick carbon monoxide sensor // Sensors and Actuators, B. – 2009. – Vol. 142. – P. 152-158.
14. Radhakrishnan S., Paul S. Conducting polypyrrole modified with ferrocene for applications in carbon monoxide sensors // Sensors and Actuators, B. – 2007. – Vol. 125. – P. 60-65.
15. Xu T., Luan W., Qi Y., Tu S. Thermoelectric carbon monoxide sensor using Co-Ce catalyst // Sensors and Actuators, B. – 2008. – Vol. 133. – P. 70-77.
16. Zhuiykov S. Carbon monoxide detection at low temperatures by semiconductor sensor with nanostructured Au-doped CoOOH films // Sensors and Actuators, B. – 2008. – Vol. 129. – P. 431-441.
17. Семенистая Т.В., Петров В.В., Бедная Т.А. Энергоэффективные сенсоры газов на основе нанокомпозитных органических полупроводников. – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2013. – 120 с.
18. 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.
19. 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.
20. Лу П., Иванец В.А., Семенистая Т.В., Плуготаренко Н.К. Исследование влияния структуры пленок серебросодержащего ПАН на их газочувствительность с применением теории самоорганизации, теории информации и атомно-силовой микроскопии // Нано- и микросистемная техника. – 2012. – № 5. – С. 21-28.
21. Бедная Т.А., Коноваленко С.П., Семенистая Т.В., Петров В.В., Королев А.Н. Газочувствительные элементы сенсора диоксида азота и хлора на основе кобальтсодержащего полиакрилонитрила // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2012. – № 4
(96). – С. 66-71.
22. Petrov V.V., Plugotarenko N.K., Semenistaya T.V. Self-organization in the thin gas-sensitive Ag-containing polyacrylonitrile films // Chaotic Modeling and Simulation. – 2013. – № 4. – P. 609-614.
23. Nandini C., Sudhapada B., Palit S., Mrinal M. An XRD characterization of the thermal degradation of polyacrylonitrile // Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. – 1995.
– Vol. 33, Issue 12. – P. 1705-1712.
24. Jing M., Wang Ch., Wang Q., Bai Y., Zhu B. Chemical structure evolution and mechanism during pre-carbonizationof PAN-based stabilized fiber in the temperature range of 350-600 єC
// Polymer Degradation and Stability. – 2007. – Vol. 92. – P. 1737-1742.
25. Nataraj S.K., Yang K.S., Aminabhavi T.M. Polyacryonitrile-based nanofibers – A state-of-the art review // Progress in Polymer Science. – 2012. – Vol. 37. – P. 487-513.
26. Яловега Г.Э., Шматко В.А., Назарова Т.Н., Петров В.В., Заблуда О.В. Исследование фазового состава нанокомпозитных материалов SiO2CuOx, методами рентгеновской спектроскопии поглощения и фотоэлектронной спектроскопии // Известия вузов. Материалы электронной техники. – 2010. – № 4. – С. 31-35.

Comments are closed.