聚丙烯腈/氯化钴纳米纤维比色湿度传感器的制备及其性能
2021-01-05李晓强高德康
纺织学报 2020年11期
关键词:环境
孙 倩, 阚 燕, 李晓强,, 高德康
(1. 江南大学 纺织科学与工程学院, 江苏 无锡 214122; 2. 波司登股份有限公司, 江苏 常熟 215532)
湿度在气象观测、农业、生物化学等领域具有重要的作用[1-3],也可通过监测呼吸频率来评价人体健康状况[4-6],因此,环境湿度的测量对于人们的生产和生活是必不可少的,研制能够监测湿度变化的传感器具有一定的现实意义。目前,国内外已有大量研究采用电阻、电容、场效应晶体管来实现相对湿度传感的目的,但以上方法都需要专用的监测仪器将湿度转换为电信号。为更加直接地检测湿度变化,许多研究者开发了可肉眼直接观察相对湿度变化的比色传感器。比色传感材料可根据被测物质的浓度变化而发生相应的颜色变化,因其制作简单、可肉眼检测等优点引起了人们的广泛关注[7-9]。国内最初有研究采用紫甘薯花青素作为变色剂制备相对湿度响应的比色传感材料[10],变色效果明显,但以吸水纸为载体使此比色传感材料的性质不够稳定,还需要进一步改进。
近年来,纳米纤维因其稳定的物理化学性质而受到广泛关注[11-13]。纳米纤维膜具有高的比表面积和纳米级孔隙结构,被认为是一种极具应用潜力的相对湿度传感材料[14-15]。这是因为纳米纤维的高比表面积有利于水分子的吸附;而被吸附的水分子的电子转移到纳米纤维上可引起电阻、电容、振动频率等变化。李佩雯[16]利用(Na0.5Bi0.5)0.94TiO3-Ba0.06TiO3(NBT-BT6)纳米纤维制作的相对湿度传感器其阻抗变化超过5个数量级,阻抗变化具有很好的线性度;……
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