MWCNTs掺杂的PANI纳米复合材料的制备及敏感特性的研究

采用质子酸化学聚合法，以苯胺(An)为单体，过硫酸铵(APS)为氧化剂，在盐酸(HCl)溶液中，0℃水浴中合成了0.02 wt% 碳纳米管（MWCNTs）掺杂的聚苯胺（PANI）。同样方法制备了纯PANI和0.05 wt% MWCNTs掺杂的PANI，分别通过X射线衍射仪(XRD)，红外光谱仪(FT-IR)，场发射扫描电镜(FE-SEM)对其结构和形貌进行了表征，并制成了PANI及MWCNTs掺杂的PANI气敏元件。在室温下，对浓度范围10～150 ppm的氨气进行了气敏测试，测试结果表明，基于PANI，0.02 wt% MWCNTs 和0.05wt% MWCNTs掺杂的PANI气敏元件对氨气响应均呈线性关系。0.02 wt% MWCNTs掺杂的PANI气敏元件对氨气的响应灵敏度最大，在氨气浓度为150 ppm时响应达到27.67；氨气浓度为10 ppm时响应为1.95，且元件具有良好的稳定性。最后，简要分析了MWCNTs掺杂的PANI气敏元件对氨气的敏感机理