[發明專利]一種基于PPy-PMMA納米纖維復合氣敏材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910761489.7
• 申請日: 2019-08-18
• 公開（公告）號: CN110499647A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 裘國良
• 申請（專利權）人: 裘國良
• 主分類號: D06M15/37
• 分類號: D06M15/37;G01N27/12;D06M101/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及復合氣敏材料制備技術領域，且公開了一種基于PPy?PMMA納米纖維復合氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，采用靜電紡絲法制備PMMA納米纖維；步驟二：采用溶液原位聚合法在PMMA納米纖維表面聚合生成具有離域π電子共軛體系的導電聚合物聚吡咯PPy。本發明解決了目前現有的基于靜電紡絲法所制備的PPy納米纖維在運用到氣體傳感器時，一直存在電極基底與PPy納米纖維氣敏材料的接觸電阻較大，難以測定氣體的技術問題。

技術領域

本發明涉及復合氣敏材料制備技術領域，具體為一種基于PPy-PMMA納米纖維復合氣敏材料的制備方法。

背景技術

聚吡咯(PPy)導電聚合物是具有離域π電子共軛體系的聚合物，當其摻雜后，電子或者空穴注入到單雙鍵交替排列形成的超軌道中，使其具有導電性，并且可以通過調節摻雜程度來調節導電率大小；而當摻雜后的PPy導電聚合物與氣體分子接觸后，吸附的氣體分子可以從其主鏈上得到或者失去電子，使摻雜狀態發生改變而影響導電率大小，導電性能發生的改變通過轉換器件將其轉換為可輸出的電信號，即可實現檢測氣體的技術目的。

而基于靜電紡絲法得到的PPy納米纖維和傳統的薄膜或者多孔材料相比，具有更大的比表面積體積比，因此有利于氣體的吸附和脫吸附，可以提高氣體傳感器的響應特性，如響應時間、靈敏度和穩定性等。但是基于靜電紡絲法所制備的PPy納米纖維在運用到氣體傳感器時，一直存在傳感器的基底和PPy納米纖維的接觸電阻較大，導致難以測定的問題。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于PPy-PMMA納米纖維復合氣敏材料的制備方法，解決了目前現有的基于靜電紡絲法所制備的PPy納米纖維在運用到氣體傳感器時，一直存在電極基底與PPy納米纖維氣敏材料的接觸電阻較大，難以測定氣體的技術問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于PPy-PMMA納米纖維復合氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：采用靜電紡絲法制備PMMA納米纖維；

步驟二：采用溶液原位聚合法在PMMA納米纖維表面聚合生成具有離域π電子共軛體系的導電聚合物聚吡咯PPy。

優選的，所述步驟一中，靜電紡絲以銅板為收集板，在收集板上沉積靜電紡絲制得PMMA納米纖維。

優選的，所述步驟一中，靜電紡絲電壓為40KV、溶液流速為0.4～1.2ML/h。

優選的，所述摻雜酸包括甲苯磺酸TSA、磺基水楊酸SSA、鹽酸HCl中的一種或幾種。

(三)有益的技術效果

與現有技術相比，本發明具備以下有益的技術效果：

本發明先采用靜電紡絲法制備PMMA納米纖維，再采用溶液原位聚合法在PMMA納米纖維表面生成具有離域π電子共軛體系的導電聚合物聚吡咯PPy，PMMA納米纖維表面的聚吡咯PPy有效地降低了電極基底與PMMA納米纖維氣敏材料的接觸電阻；

經測試，本發明的PPy-PMMA納米纖維復合氣敏材料對100ppm NO₂氣的響應時間為21～27s、響應靈敏度為85～89％，與對比例中的PMMA納米纖維氣敏材料對100ppmNO₂氣的響應時間為88s、響應靈敏度為38％相比，取得了顯著提高PMMA納米纖維在運用到氣體傳感器時的響應性能的技術效果。

具體實施方式

實施例一：

基于PPy-PMMA納米纖維復合氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：