مطالعه ي اثر رطوبت بر خصوصيات حسگري گاز دي اكسيد كربن نانوسيم هاي اكسيد روي حمايت شده بوسيله ي شبكه ي پلي وينيل الكل در دماي اتاق

The study of humidity effect on carbon dioxide gas sensing properties of zinc oxide nanowires assisted by polyvinyl alcohol network at room temperature

در اين پژوهش، نانوساختارهاي اكسيد روي (ZnO) به روش ارزان قيمت هيدروترمال سنتز گرديدند. نانوساختارهاي ZnO رشد يافته توزيع پراكنده با ريخت نانو سيم و سطح ويژه­ي حدود 7m2.gr-1 داشته كه در ساختار كريستالي وورتزيت شش گوشي كريستاله شده است. شبكه ­ي نانوسيم­ هاي ZnO/پلي­ وينيل الكل (ZP) بر روي بستر اپكسي گلس با الكترودهاي دندانه شانه ­اي لايه نشاني شد و بعنوان حسگر حالت جامد گاز دي اكسيد كربن (CO2) در شرايط محيطي استفاده گرديد. خصوصيات حسگري گاز در حسگر ZP تحت حجم ­هاي مختلف دي اكسيد كربن (0/037 الي 0/15 درصد حجمي) و نيز درصد رطوبت­ هاي متفاوت، در دماي اتاق بررسي گرديد. بالاترين پاسخ و پايين ترين زمان پاسخ 2/2 و 58/5 ثانيه به ترتيب در %30 و %90 رطوبت نسبي محيطي و 0/15 درصدحجمي CO2 بدست آمده است. ارزيابي اثر رطوبت نسبي روي پاسخ حسگر نشان داد كه پاسخ حسگر ZP با افزايش رطوبت نسبي در دماي اتاق كاهش مي­ يابد. همچنين بررسي عملكرد گزينشي حسگر به اجزاي گازي موجود در هوا، نشان داده حسگر توليدي انتخاب پذيري مناسبي به حضور گاز CO2 نسبت به ساير گازها دارد.

In this research, Zinc oxide (ZnO) nanostructures were synthesized by low cost hydrothermal method. The grown ZnO nanostructures had a dispersed distribution with nanowire morphology and the specific surface area of about 7 m2.gr-1 which they have crystalized in hexagonal wurtzite structure. ZnO nanowires/polyvinyl alcohol network (ZP) on the epoxy glass substrate with cu-interdigited electrods coated and it used as a solid state sensor of carbon dioxide gas (CO2) at environmental conditions. The gas sensing properties of ZP sensor were examined toward different CO2 concentrations (0.037-0.15 vol%) and also various relative humidity at room temperature. The highest response and lowest response time were reached 2.2 and 58.5 sec toward 0.15 vol% CO2 concentrations at 30% and 90% relative humidity, respectively. The effect of relative humidity investigated on the sensor response and it displayed that ZP sensor response has been decreased with increasing relative humidity at room temperature. Moreover, the study of the functionalized sensor's selectivity toward air components has shown our hand made sensor has a appropriate CO2 selectivity than other gases.