第五章 有机敏感材料.ppt

高分子材料的耐热性 保持高弹性的最高温度Tf 玻璃化温度Tg 熔点Tm 高分子材料的耐寒性 保持其一定强度而不变脆的温度是脆化点Tb 高分子材料的力学性能 高分子材料的导电性和介电性 一般高聚物均可看成电绝缘的介电性材料，其体积电阻率在1020??cm以上，因为它既无自由电子，又无可移动的离子。但实际上高分子材料在直流电场中还有微小的电流产生，这种电流一部分是由分子极化产生的位移电流，另一部分是由于高分子材料中残存着少量单体、催化剂及其他添加剂等杂质引起的漏电电流。 高聚物的聚合度增大、结晶度增加、交联度增大均可使高聚物的导电性减小；而高聚物的极性增大、湿度升高则使导电性增大。 图1两位LB膜研究先驱者的照片 1966年英国科学家G. L. Gaines Jr在其一部著作中，对单层和多层分子膜作了极好的描写； 60年代，德国科学家H．Kuhn首先意识到运用LB膜技术实现分子功能的组装并构成分子的有序系统，他率先在LB膜中引入染料分子进行光谱研究，并开展了单分子膜组装功能LB膜和能量转移体系的研究，从此揭开再次研究LB膜热潮的序幕。 1932年Langmuir由于他出色工作而被授予诺贝尔奖，这是与单分子层有关的第一个诺贝尔奖。 LB膜成膜过程 先将成膜的双亲性分子溶于挥发性的溶剂中，滴在水面上，形成成膜分子的单分子层，然后施加一定的压力，并依靠成膜分子本身的自组织能力，得到高度有序、紧密排列的分子，最后把它转移到基片表面 。 第五章(补) 紫外-可见分光光度分析法基本原理 一、概述 二、紫外可见吸收光谱 三、分子吸收光谱与电子跃迁 四、光的吸收定律 一、概述 概述: 二、紫外可见吸收光谱 2. 物质对光的选择性吸收及吸收曲线 吸收曲线的讨论： 3.紫外—可见分子吸收光谱与电子跃迁 能级跃迁 讨论： 讨论： 三、分子吸收光谱与电子跃迁 ?⑴　σ→σ＊跃迁 ? ⑶ π→π＊跃迁 生色团与助色团 红移与蓝移 2.金属配合物的紫外—可见吸收光谱 电荷转移吸收光谱 四、光的吸收定律 朗伯—比耳定律数学表达式 透光度(透光率)T 2.摩尔吸光系数ε的讨论 摩尔吸光系数ε的讨论 3.偏离朗伯—比耳定律的原因 （1）物理性因素 非单色光作为入射光引起的偏离 讨论: 讨论: A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10－?εbc )  (2) 化学性因素 室温下1,3,5,7,9层（ｉ-ＰｒＯ）4ＣｕＰｃＬＢ膜对ＮＯ2气体的敏感特性曲线 由ＮＯ2气体的敏感特性曲线（ 25 ℃）可知：（ｉ-ＰｒＯ）4ＣｕＰｃＬＢ膜对ＮＯ2具有较好的敏感特性。随着ＬＢ膜层数的增加，电阻的相对变化量增大，但响应速度减慢。 不同层数年的(ｉ-ＰｒＯ)4ＣｕＰｃＬＢ膜对NO2的敏感特性（25 ℃ ） 不同层数的（ｉ-ＰｒＯ）4ＣｕＰｃＬＢ膜 对ＮＯ2气体的敏感特性曲线（ 25 ℃ ） 膜层越薄，气体越易吸附于其上，响应越快。 随拉膜次数的增加，膜的有序结构将受到环境温度、提膜速度等因素的影响，ＬＢ膜中的分子排列在一定程度上将受到破坏，这相当于在敏感层中增加了一层阻挡层，从而导致响应时间的增长。 室温下 15 层（ｉ-ＰｒＯ）4ＣｕＰｃＬＢ膜 对不同浓度 ＮＯ2 气体的响应特性曲线 高温下对气体的响应变差，并且气敏膜的敏感特性也明显降低。 不同温度下敏感特性曲线 高温下气敏膜的敏感特性也明显降低，即使浓度达100×10-6电阻仍然变化不大。 这是由于ＬＢ膜一般为物理吸附，热稳定性较差，高温下膜层遭到破坏而导致敏感性下降。 碘化处理效果 酞菁铜是一种ｐ-型半导体，一般电阻较大。当其ＬＢ膜层数超过15层时，对电阻的测量较为困难。为了提高导电性，将15层（ｉ-ＰｒＯ）4ＣｕＰｃＬＢ膜进行碘化处理，发现处理前后电导率相差 5 个数量级。 碘化后，碘以Ｉ3-的形式存在于酞菁分子的柱状结构之间的通道中，将酞菁分子部分氧化，电导率提高。此时通入 ＮＯ2等氧化性气体，其获得酞菁环中π电子的能力减弱，因而对ＮＯ2的敏感性降低。 结果：电导率提高，但敏 感特性变差 敏感机理分析 由于酞菁是一种 18π电子系的大环共轭平面配位，面相互重叠而形成一维结构，因分子间π轨道的重叠所形成的一维导电柱而发挥电子（空穴）传递的作用。 当吸附氧化性气体时，被吸附的气体分子接受酞菁环上的π电子并在其上形成空穴。由于空穴浓度的增加而使电导增加。当敏感膜接触气体时，电阻将发生变化，因而可以由此检测其气敏特性。 基于物质光化学性质而建立起来的分析方法称之为光化学分析法。 分为:光谱分析法和非光谱分析法。 光谱分析法是指在光（或其它能量）的作