《功能化SBA-15修飾的QCM基氣體感測器研究》是依託上海大學，由徐甲強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：功能化SBA-15修飾的QCM基氣體感測器研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐甲強
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
石英晶體微天平（QCM）具有靈敏度高、穩定性好、通用性強和工作溫度範圍寬的優點，特別適合開發常溫工作的小型氣體感測器。但其對化學分子缺乏識別能力，受濕度影響大，氣體選擇性差，難以滿足化學反恐和環境監測領域對氣體感測器的要求。.本課題選擇具有大比表面積、規則孔道結構和穩定性好的有機官能團功能化SBA-15介孔材料修飾QCM電極，以提高QCM的氣體靈敏度和對氣體的分子識別能力；重點研究SBA-15的表面功能化以及QCM氣體感測器對甲醛和有機磷化合物的吸附及其敏感性能；探討氫鍵等弱相互作用對氣體分子的識別機理，揭示利用有機官能團提高QCM基氣體感測器選擇性的一般規律；為高性能QCM基氣體感測器乃至懸臂樑等質量敏感型氣體感測器的材料設計和套用奠定理論和實驗基礎，為環境監測和化學反恐感測器的開發提供新思路。
結題摘要
出於反恐、食品安全和人類健康的需要，對易燃爆炸物和有毒有害氣體敏感的各種氣體感測器迅速成為人們的研究熱點。為了克服半導體氣體感測器穩定性、選擇性和安全性不足的缺點，我們選擇具有靈敏度高、穩定性好、尺寸小、 通用性強, 可常溫工作的石英晶體微天平（QCM）作為敏感元件。同時選擇具有大比表面積、規則孔道結構和穩定性好的有機官能團功能化的SBA-15 介孔材料修飾QCM電極，提高了QCM 的氣體靈敏度和對氣體的分子識別能力；構建出性能優異的新型氣體感測器。 本課題重點研究了SBA-15的表面功能化以及QCM 氣體感測器對甲醛和有機磷化合物的吸附及其敏感性能；探討了氫鍵等弱相互作用對氣體分子的識別機理，揭示了利用有機官能團提高QCM 基氣體感測器選擇性的一般規律。2011年度按照計畫合成出具有規則形貌、孔徑與尺寸可控的介孔材料SBA-15，完成了有機功能化SBA-15雜化材料的合成、表征以及對甲醛、神經毒劑模擬劑DMMP氣體敏感性能的研究。發表SCI 論文8 篇；申請發明專利2 項。2012年度按照計畫完成了氨基、羧基功能化SBA-15 雜化材料的高負載工藝研究。通過進一步提高有機官能團的負載率，提高了QCM 氣體感測器的靈敏度和選擇性。已發表SCI論文5 篇；申請發明專利8 項。 2013年度按照計畫完成了拓寬了有機官能團-功能化SBA-15 雜化材料的用途以及設計出性能優異的苯氣體感測器。發表SCI 論文9篇；EI論文1篇；申請發明專利2 項。
