Langmuir基于聚合物纳米纤维支架的酞菁铜传感器传感特性的改进
DOI:10.1021/acs.langmuir.9b03636
本文为立体NO2传感器的制备技术提供了一条实用且易懂的途径。作为传感器的气体传感层,铜酞菁(CuPc)生长在聚乙烯醇(PVA)纳米纤维(NFs)的顶部。CuPc/PVA NFs立体传感器对NO2的灵敏度超过829%/ppm,而连续CuPc薄膜传感器的灵敏度比立体传感器低2个数量级。对于25ppm NO2的响应度,CuPc/PVA NFs立体传感器的强度是连续CuPc薄膜传感器的四倍。对于恢复时间,CuPc/PVA NFs立体传感器比连续CuPc薄膜传感器快八倍以上。该通用策略可用于制备各种有毒气体传感器,以提高设备的整体性能。
图1.制备步骤示意图:(a)清洁的SiO2/Si基板;(b)将PVA NFs静电纺丝到基材表面上;(c)PVA NFs/SiO2/Si表面上热蒸发的CuPc;(d)CuPc/PVA NFs/SiO2/Si上热蒸发的Ag叉指电极;(e)基于PVA NFs支架的CuPc传感器的示意图。
图2.(a)实时监测基于OFET的CuPc连续纤维薄膜的NO2曲线;(b)实时监测基于OFET的CuPc/PVA NFs立体传感器的NO2曲线;(c)具有5.0wt%PVA NFs支架的CuPc传感器的相应响应度(R)和灵敏度;(d)具有PVA NFs支架的CuPc传感器对PVA预处理溶液浓度的相应灵敏度;T1(e)和T2(f)对应于PVA预处理溶液的浓度。
图3.(a-e)浓度递增的PVA NFs的SEM显微照片;(f-j)含20 nm CuPc的浓度递增的PVA NFs的SEM显微照片。
图4.(a-e)浓度递增的PVA NFs的AFM图像;(f-j)含20 nm CuPc的浓度递增的PVA NFs的AFM图像。
图5.X射线衍射图:(a)PVA NFs,(b)不含PVA NFs的CuPc薄膜,以及(c-g)含递增浓度PVA NFs的CuPc薄膜。
图6.(a)具有PVA NFs的CuPc传感器的彩色插图;(b)基于PVA NFs的CuPc立体薄膜的SEM图像。
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