基于分子探针功能化UIO-66疏水薄膜的QCM苯胺气体传感器构筑及其抗湿/BTEX干扰研究
结题报告
批准号:
62001420
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
王炉煜
依托单位:
学科分类:
敏感电子学与传感器
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王炉煜
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中文摘要
作为典型的挥发性有机化合物,苯胺广泛应用于染料生产、纺织品制造等领域,且为肺癌患者的特征呼出气,对苯胺气体的浓度进行快速而精确的检测是非常必要的。在利用石英晶体微天平(QCM)对苯胺气体进行检测的过程中,消除水蒸气(湿度)及与苯胺分子类似的苯系物(BTEX,指苯、甲苯、乙苯、二甲苯)干扰是重要技术难题。本项目采用具有不同分子探针(如醛基、氨基、羟基、羧基等官能团)的功能配体,在聚多巴胺修饰的QCM上原位生长功能化UIO-66薄膜;然后在其表面气相沉积疏水的聚二甲基硅氧烷(PDMS),构筑抗湿度/BTEX干扰的高灵敏度苯胺传感器。在深入研究分子探针、合成条件、孔结构、PDMS修饰等变量与苯胺气敏性能关系的基础上,结合实验和理论计算去揭示苯胺传感器的敏感机理,为苯胺传感器的设计和应用提供理论基础和技术支持。
英文摘要
Aniline, a typical volatile organic compound, is widely used in dye production, textile manufacturing and other fields. Besides, aniline is also characteristic of exhaled breath in lung cancer patients. Therefore, it is necessary to detect the concentration of aniline gas fast and accurately. In the process of detecting aniline gas by using quartz crystal microbalance (QCM), it is important to eliminate the interference of water vapor (humidity) and BTEX vapor (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene) similar to aniline molecule. In this project, functional ligands with different molecular probes (such as aldehyde group, amino group, hydroxyl group, and carboxyl group) will be used to in-situ synthesize functionalized UIO-66 films on polydopamine modified QCM. Then, hydrophobic polydimethylsiloxane (PDMS) will be vapor-deposited to fabricate high-sensitivity aniline sensors resistant to humidity/BTEX. This project will summarize the relationship between aniline gas-sensing properties and molecular probes, synthesis conditions, pore structure, as well as PDMS modification. The sensing mechanism will be revealed by combining experiment with theoretical calculation. This project will provide theoretical basis and technical support for the design and application of aniline sensors.
期刊论文列表
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DOI:10.1007/s10934-023-01451-1
发表时间:2023-03
期刊:Journal of Porous Materials
影响因子:2.6
作者:Luyu Wang;Jia Song;Yuhang Wu;Chunyang Yu
通讯作者:Luyu Wang;Jia Song;Yuhang Wu;Chunyang Yu
DOI:10.1039/d2ra03641j
发表时间:2022-08-16
期刊:RSC advances
影响因子:3.9
作者:
通讯作者:
DOI:10.1016/j.jssc.2022.123038
发表时间:2022-03
期刊:Journal of Solid State Chemistry
影响因子:3.3
作者:Luyu Wang;Yunling Wu;Chunyang Yu
通讯作者:Luyu Wang;Yunling Wu;Chunyang Yu
DOI:10.1007/s13738-021-02300-1
发表时间:2021-06-12
期刊:JOURNAL OF THE IRANIAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子:2.4
作者:Wang, Luyu;Wang, Bing;Song, Jia
通讯作者:Song, Jia
DOI:10.1016/j.sna.2023.114517
发表时间:2023-09
期刊:Sensors and Actuators A: Physical
影响因子:--
作者:Luyu Wang;Jia Song;Chenghai Ruan;Shengyang Xu;Chunyang Yu
通讯作者:Luyu Wang;Jia Song;Chenghai Ruan;Shengyang Xu;Chunyang Yu
基于石英晶体微天平的功能化金属-有机框架的设计、疏水改性及室内气态污染物传感性能研究
  • 批准号:
    LQ21F010017
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王炉煜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金