Funkcionalizace uhlíkových nanotrubek kyslíkovými skupinami pro detekci amoniaku

Mgr. Petr Adamus

Bakalářská práce

Functionalization of carbon nanotubes by oxygen functional groups for detection of amonia

Anotace:

V této práci se věnujeme měření odezvy plynových senzorů na bázi uhlíkových nanotrubek na amoniak. Senzory jsou funkcionalizovány kyslíkovými skupinami pomocí kapacitně vázaného výboje za nízkého tlaku a dielektrického bariérového výboje za atmosférického tlaku za účelem zvýšení odezvy. Na senzorech byla měřena změna elektrického odporu v závislosti na koncentraci amoniaku. Použity byly koncentrace amoniaku 100, 250 a 500 ppm. Struktura a chemické složení byly zkoumány pomocí rentgenovské fotoelektronové spektroskopie a rastrovacího elektronového mikroskopu. Při funcionalizaci pomocí kapacitně vázaného výboje byl pozorován značný úbytek množství nanotrubek, což vedlo ke snížení odezvy. Použití výboje s dielektrickou bariérou vedlo ke zvýšení odezvy. Byla sledována změna odezvy v závislosti na délce depozice. Pomocí dielektrického bariérového výboje bylo dosáhnuto odezvy až 30,9 %.

Abstract:

In the following work we study a response of carbon nanotubes-based gas sensor to ammonia. Sensors are functionalized by oxygen functional groups in capacitively coupled discharge at low pressure and dieletric barrier discharge at atmospheric pressure with the purpose of increasing response. A dependence of electrical resistance on ammonia concentration was studied. Ammonia concentrations of 100, 250 and 500 ppm were used. Structure and chemical composition were studied by the means of x-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscope. Functionalization in capacitively coupled discharge was shown to reduce quantity of nanotubes substantially, which led to a decrease in response. The use of dieletric barrier discharge led to an increase in response. A dependece of response on duration of deposition was studied. A response of 30,9 % was achieved using dieletric barrier discharge.

Klíčová slova

uhlíkové nanotrubky, plynový senzor, amoniak, funkcionalizace, polymerní vrstvy, carbon nanotubes, gas sensor, ammonia, functionalization, DBD, polymer layer

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 22. 6. 2015
• Vedoucí: Mgr. Marek Eliáš, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika