导电聚合物在接触不同气体时电导率会发生变化,因此可以作为制备气传感器的材料。在众多导电聚合物中,聚苯胺(PANI)因其独特的导电机理、易于合成、环境稳定和易于加工等优点而备受关注。然而基于聚苯胺的气体传感器在应用中存在诸多问题,例如选择性不高,环境稳定性差,易受湿度干扰等问题。针对这些问题,本文对聚苯胺进行了以下改性,提高其敏感性能,并通过一系列分析表征探究机理与响应特性的关系。1.探究不同烷基链长的有机酸在聚苯胺薄膜表面的自组装工艺基于聚苯胺的气体传感器通常对水分子存在响应。在实际应用中,当待测气体浓度低时,水分子的响应会严重干扰检测信号。为了降低水对响应的干扰能力,本实验在薄膜表面修饰了一层疏水烷基链。实验采用“甲苯-水”的两相接触方法法,在界面处形成羧基向下,烷基向上排列的烷酸。成功的将烷基修饰在聚苯胺薄膜上。并且考虑到测试环境和要求的多样型,设计了三种气体检测装置满足不同测试需求。2.烷酸自组装膜对聚苯胺气体传感器抗湿度能力的研究为了探究修饰后的薄膜抗湿度效果,本实验对修饰了不同长度烷基链的PANI薄膜进行了系统的抗湿度研究。通过对实验结果进行杨氏方程计算和Langmuir吸附方程的计算,总结烷酸修饰链长和抗湿度性能之间的关联。3.聚苯胺纳米线阵列的制备和MOF@PANI材料气敏性能的探究为了提高聚苯胺的响应值来降低干扰,常用的方法有修饰特异性响应的官能团以及添加第二种材料制备复合物。因此本实验采用了两种制备方法来优化气敏性能:一是制备具有高比表面积的一维聚苯胺纳米线,并通过硅烷偶联剂的修饰制备阵列型气体传感器。二是利用金属有机框架(MOF)的三维多孔特性,制备MOF@PANI核壳结构复合材料,改善化学氧化法制备的聚苯胺易团聚的现象,利用MOF对不同气体分子的吸脱附能力,富集待测气体提高响应。并且根据气体吸脱附的时间差别可以从分子运动直径的方面区分气体种类。