مطالعه و تحلیل حسگر گاز هیدروژن بر پایه ی نانوکامپوزیت پلی انیلین/ نانواکسید فلزی نیمرسانا

در کار حاضر، نانوذرات tio2 سنتز شده در فازهای مختلف (آناتاز یا روتایل) به وسیله ی روش سل-ژل ونیز نانوذرات sno2 سنتز شده توسط روش گرمایی آبی، به تنهایی و یا به صورت ترکیبی (با درصد وزنی های مختلف tio2) بطور کامل در محلول اسیدی مونومرهای انیلین پخش گردیدند و نانوکامپوزیت پلی انیلین (امرآلدین)/ tio2 (با فازهای مختلف)، پلی انیلین (امرآلدین)/ sno2 یا پلی-انیلین (امرآلدین)/ tio2 / sno2 از طریق پلیمریزاسیون- اکسیداسیون شیمیایی مونومرهای انیلین تولید گردید. به منظور تهیه حسگر گاز هیدروژن پایه مقاومتی فیلم نازک نانوکامپوزیت ها روی یک زیرلایه اپکسی گلس (مساحت cm2 2*2( با الکترودهای دندانه شانه ای مسی و به وسیله ی روش اسپین کوتینگ مهیا گردید. خصوصیت یابی فیلم های نازک بوسیله ی پراش پرتو x ، طیف سنجی فرابنفش- فروسرخ نزدیک، طیف سنجی تبدیل فوریه ی فرو سرخ، طیف سنج پراش انرژی پرتو x ، طیف سنجی فوتولومینیسانس، طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو x، تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدانی و میکروسکوپ الکترونی عبوری صورت پذیرفت. نتایج ما نشان دادند: (1) نانوذرات نیمرسانای اکسید فلزی توسط لایه های پلی انیلین- امرآلدین پوشش داده شدند، (2) فیلم نازک نانوکامپوزیت با برخی حالات استوانه ای (میله ای) متخلخل بهمراه/یا بدون شکل-های برجسته و حفره ها شکل می گیرد ، (3) پاسخ، تغییر مقاومت و زمان پاسخ/بازاحیایی حسگرها، تابعی از ریخت سطحی حسگر همراه با نوع، فاز و درصد وزنی اجزای تشکیل دهنده ی حسگر در درصد حجمی های مختلف گاز هیدروژن و در شرایط محیطی است، (4) پاسخ های طولانی مدت مناسب بهمراه پاسخ های تکرار پذیر در درصد حجمی های مختلف گاز هیدروژن در دمای اتاق و فشار هوا وجود دارند و (5) یک تغییر غیر خطی جریان بر حسب ولتاژ قبل و پس از تزریق گاز در لایه های حسگری موجود است. مقایسه ی نتایج حسگرها نشان داده اگر چه حسگر نانو کامپوزیت پلی انیلین/ آناتاز با %25 وزنی فاز آناتاز tio2 پاسخی در حدود 1/65، زمان پاسخ و زمان بازاحیایی بترتیب 83 و 130 ثانیه در 0/8 درصد حجمی گاز هیدروژن داشته ولی حسگر بر پایه ی نانوکامپوزیت پلی انیلین/ tio2 (آناتاز)/ sno2 با به ترتیب 20 و 10 درصد وزنی tio2 (آناتاز) و sno2 بهترین زمان پاسخ (75 ثانیه) و زمان بازاحیایی (117 ثانیه) را داشته اند. بعلاوه حسگر نانوکامپوزیت پلی انیلین/ tio2/ sno2 با به ترتیب 30 و 15 درصد وزنی نانوذرات آناتاز (روتایل) tio2 و sno2 دارای بالاترین (پایین ترین) پاسخ (زمان بازاحیایی)، 6/18 (46 ثانیه)، بوده است. همچنین سازوکار حسگری گاز هیدروژن در حسگرهای نانوکامپوزیت مطالعه گردید.