Особенности отклика ZnO - и SnO2 - сенсоров, модифицированных безметальными порфиринами, на летучие органические вещества

• Автор: Белкова, Галина Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Металлооксидные газочувстви тельные сенсоры

1.1. Методы получения металлооксидных пленок 1

2. Газовые сенсоры на основе БпО и

2.1. Свойства БпОг как полупроводника

2.2. Применение БпОг в полупроводниковых газовых сенсорах,.,,

2.3. и сенсоры на его основе

3. Способы повышения чувствительности сенсоров

3.1. Основные характеристики газовых сенсоров

3.2. Факторы, влияющие на газочувствительные свойства

металлооксидных сенсоров
3.2.1. Влияние толщины пленки, размера зерна на газочувствительные
характеристики сенсора
3.2.2. Зависимость чувствительности сенсора от температуры.,
3.2.3. Влияние легирующих добавок на газочувствительные свойства
и БпОг сенсоров
3.2.4 Газочувствительные свойства систем на основе нескольких
оксидов металлов
4. Применение металлопорфиринов в качестве модификаторов
чувствительного слоя сенсоров
4.1. Физикохимические свойства порфиринов
4.2. Комплексообразование порфиринов с металлами
4.3. Комплексообразование металлопорфиринов с молекулами легко летучих органических веществ.
4.4. Применение МП в газочувствительных сенсорных системах
4.5. и БпОг сенсоры, модифицированные металлопорфиринами
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
1. Исходные материалы.
1.1. сенсоры.
1.2. Бп сенсоры
1.3. Используемые модификаторы чувствительного слоя сенсора
1.4. Методы модификации сенсоров на основе и 8п безметальными
порфиринами и их металлокомплексами.
2. Методика анализа сенсорного отклика полупроводниковых сенсоров на основе 2п
3. Измерение величины сенсорного отклика полупроводниковых сенсоров на основе ЬпО.
4. Анализируемые величины.
5. Исследования структуры напыленного на неорганические подложки ТФП с использованием метода атомносиловой микроскопии АСМ
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАЦИИ СЕНСОРОВ БЕЗМЕТАЛЬНЫМИ ПОРФИРИНАМИ НА ХАРАКТЕР СЕНСОРНОГО ОТКЛИКА НА ЛЕТУЧИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
1. Сенсорный отклик немоднфициропанного сенсора.
2. Влияние модификации чувствительного слоя 2п0 сенсора
тетрафенилпорфирином на сенсорный отклик
3. Сенсорный отклик при модифицировании чувствительного слоя 7пО сенсора этиопорфирином
4. Морфология поверхности сенсоров на основе 7п0, модифицированных ТФП. по данным атомносиловой микроскопии.
5. Механизм Формирования сенсорного отклика 2пОсенсора.
модифицированною безметальными порфиринами
5.1. Механизм формирования отклика при модифицировании поверхности сенсора ТФП.
5.2. Особенности влияния ЭП на параметры сенсорного отклика
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ МЕТАЛЛОПОРФИРИНОВ ЦИНКОВОГО И ПАЛЛАДИЕВОГО КОМПЛЕКСОВ ТЕТРАФЕНИЛПОРФИРИНОВ И МЕДНОГО КОМПЛЕКСА ОКТАЭТИЛПОРФИРИНА НА ХАРАКТЕР СЕНСОРНОГО ОТКЛИКА 7пО СЕНСОРА НА ЛЕТУЧИЕ
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАЦИИ БпОа СЕНСОРОВ ТЕТРАФИНИЛПОРФИРИНОМ НА ХАРАКТЕР СЕНСОРНОГО ОТКЛИКА НА ЛЕТУЧИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.
1. Сенсоры на основе 8пОс аддитивом 5Ь в вакуу мных условиях.
2. Исследование газовой чувствительности 8пО сенсоров с аддитивами 1п
8ЬУРг 1п. 1п 8Ь, в воздушной среде при атмосферном давлении
3. Морфология поверхности сенсоров на основе 8пО, модифицированных ТФП, но данным атомносиловой микроскопии
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Для повышения селективности чувствительный слой полупроводниковых сенсоров иногда легируют электронодонорными добавками сурьма, индий и др. Рс1, на уровне монослоя или органические соединения. Цель данной работы заключалась в решении задачи направленного изменения характера сенсорного отклика и повышения удельной чувствительности сенсоров на основе и 8п при введении в кислородсодержащую среду паров некоторых ЛОВ этилового спирта, бензола и ацетона при модифицировании чувствительных полупроводниковых слоев этих сенсоров безметальными порфиринами. При этом имеется в виду, что металлооксидные сенсоры на основе 8п, имеющие рабочие температуры 0 0С, широко используются на практике, а область применения сенсоров на основе , температурный порог чувствительности которых составляет 0С, ограничивается их использованием лишь для решения специальных задач. ЪпО и БпОг безметальными порфиринами. Впервые показано, что модификация безметальными порфиринами газочувствительных слоев полупроводниковых металлооксидных сенсоров на основе 2п0 и 8п приводит к понижению температурного порога чувствительности и изменению основных показателей сенсорных систем чувствительности . ЛОВ в воздушную среду. Показано, что на удельную чувствительность и характер отклика сенсоров на основе 2пО, модифицированных безметальными порфиринами, при введении в воздушную среду паров этилового спирта, ацетона и бензола оказывает влияние структура безметальных порфиринов. Предложен механизм формирования сенсорного отклика сенсоров на основе 2п0, модифицированных безметальными порфиринами, к присутствию в среде паров ЛОВ при их разных концентрациях. Практическая значимость работы заключается в том, что использование безметальных порфиринов в качестве модификаторов чувствительного слоя сенсоров на основе оксида цинка и диоксида олова позволяет контролируемым образом формировать характер сенсорного отклика для получения сенсоров, избирательно реагирующих на ЛОВ, что необходимо для создания сенсорных систем типа Электронного носа. Основные положения, выносимые на защиту. Обнаруженный эффект понижения на 0С температурного порога чувствительности сенсоров на основе при модифицировании их поверхности безмегальными порфиринами. Влияние структуры безметальных порфиринов на характеристики величину и знак удельной чувствительности, температурный порог чувствительности сенсоров по отношению к I. Зависимости характера и величины сенсорного отклика от концентрации порфирина, напыляемого на поверхность сенсора, и от концентрации . Данные по исследованию структуры напыленного на и 2 сенсоры 5, , , тетрафенил порфирина методом атомносиловой микроскопии . Механизм формирования сенсорного отклика сенсора, модифицированного безметальными порфиринами, к присутствию в воздушной среде ЛОВ. Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на международных и всероссийских конференциях Ежегодная научная конференция Современная Химическая физика Туапсе, Юбилейные научные чтения, посвященные 0летию со дня рождения проф. Преображенского Москва, Полимеры , Ежегодная научная конференция Отдела полимеров и композиционных материалов ИХФ РАН Москва, , Всероссийская школасимиозиум молодых ученых по химической кинетике Московская область, пансионат Юность, Седьмая школаконференция молодых ученых стран СИГ по химии порфиринов и родственных соединений Одесса, 3 Ii iii i i i , , . Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, и 8 тезисов докладов на Международных и Всероссийских конгрессах и конференциях. В совместных работах автор принимал участие в подготовке и проведении экспериментальных исследований, в обсуждении и компьютерной обработке полученных результатов, написании и подготовке работ к печати. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, описания результатов и их обсуждения, выводов, списка цитируемой литературы. Работа изложена на 6 страницах, содержит рисунков, 3 таблицы и 6 библиографических ссылок.