Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Ranjbar,Hossien Ahmadvand
مهدی رنجبر (استاد راهنما) حسین احمدوند (استاد مشاور)
 
STUDENT
Farzad Rezaei
فرزاد رضائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Fabrication and investigation of gas sensor based on graphite-paper
In this study, samples of gas sensors based on graphite-paper were made using easy and low cost HB pencil graphite drawing method on the commercial paper and immersion in 0.02 g/l palladium chloride solution during different time periods. Structural, chemical and sensing characteristic of samples were studied using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and standard sensing measurements. XRD characterization before pencil graphite drawing on the paper, showed the cellulose fibers and calcium carbonate existence in the paper structure of the sensor. Also XRD characterization of pencil graphite drawn sample represented a new peak related to pencil graphite in the pattern of XRD. The FE-SEM images illustrated that the layered structure of graphite on the substrate paper which was immersed in palladium chloride solution, causes an improvement in response of the sensor which is exposed to the vapor of organic compounds. The EDS analysis demonstrated that the atomic and weight percentage of carbon atoms in the graphite structure after soaking in palladium chloride solution for one hour, have an increase that is appeared probably due to the percolation of palladium influence in the graphite structure. The presence of clay in the pencil graphite structure was confirmed. Result of XPS analysis showed chemical bonds related to carbon and oxygen atoms and also the presence of hydroxyl functional group. Gas sensing measurements under controlled conditions in the chamber were performed at room temperature. Resistance of graphite-paper samples before and after immersion in palladium chloride solution exposed to vapor of organic compounds and oxygen gas in different time durations, was measured by four probe method, and it was found that the immersion in palladium chloride solution, has a significant increase considering the response of the sensor which provides an appropriate example of graphite-paper sensor. The results of the sensing experiments showed that these sensors have an acceptable selectivity exposed to organic compound vapor and also alcohol vapor.
در این پژوهش، نمونه های حسگر گازی بر پایه ی گرافیت-کاغذ بوسیله hy;ی روش آسان و کم هزینه ی سایش گرافیت مداد HB بر روی بستر کاغذ 4A و غوطه وری درون محلول پالادیم کلراید g/l 2ر0 طی مدت زمان های مختلف ساخته شدند. مشخصه یابی ساختاری، شیمیایی و حسگری نمونه های ساخته شده با استفاده از تحلیل های پراش پرتو ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس(EDS)، طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس(XPS) و آزمایش حسگری گاز مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. تحلیل XRD کاغذ قبل از سایش گرافیت مداد بر روی آن وجود الیاف سلولز و کلسیم کربنات را در ساختار کاغذ نشان می دهد. همچنین XRD نمونه ی کاغذ سایش شده به گرافیت مداد اضافه شدن قله ی مربوط به گرافیت مداد را نشان می دهد. تصاویر FE-SEM نمونه ها نشان داد که ساختار لایه ای گرافیت بر روی بستر کاغذ با غوطه وری درون محلول پالادیم کلراید افزایش یافته است که باعث بهبود پاسخ حسگری در معرض بخارات ترکیبات آلی می شود. تحلیل EDS نشان داد که درصد وزنی و اتمی اتم های کربن موجود در ساختار گرافیت بعد از غوطه وری درون محلول پالادیم کلراید به مدت یک ساعت، افزایش یافته است که احتمالأ به علت نفوذ پالادیم در ساختار گرافیت می باشد. همچنین وجود خاک رس در ساختار گرافیت مغز مداد نیز تأیید شد. نتایج تحلیل XPS پیوندهای شیمیایی مربوط به اتم کربن و اکسیژن و همچنین وجود گروه عاملی هیدروکسیل را نشان می دهد. آزمایش حسگری تحت شرایط کنترل شده در محفظه ی حسگری گاز در دمای اتاق انجام گرفت. مقاومت نمونه های گرافیت-کاغذ قبل و بعد از غوطه وری درون محلول پالادیم کلراید در معرض بخارات ترکیبات آلی و گاز اکسیژن در مدت زمان های مختلف توسط روش چهار میله ای اندازه گیری شد، مشاهده شد که غوطه وری درون محلول پالادیم کلراید، افزایش قابل ملاحظه ای در پاسخ حسگری نمونه ی گرافیت-کاغذ بوجود می آورد. در نتایج مربوط به آزمایش حسگری نیز مشاهده شد که حسگرهای ساخته شده انتخاب hy;پذیری قابل قبولی در معرض بخارات ترکیبات آلی و همچنین بخارات الکل از خود نشان می دهند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی