Gıda sektöründe kullanılabilecek polianilin tabanlı gaz sensözlerin araştırılması

Abstract

Bu çalışmanın amacı, oksitlenmiş çok duvarlı karbon nanotüpler (KNT’ler) içeren polianilin (PANI) kompozitlerinin amonyak buharını algılama özelliklerini incelemektir. PANI ve %1 ve %2 derişimlerinde oksitlenmiş KNT’leri içeren PANI-KNT kompozitleri, asidik ortamda amonyum persülfat kullanılarak anilinin kimyasal oksidatif polimerizasyonu ile hazırlandı. PANI ve PANI kompozitleri Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ölçümleriyle karakterize edildi. Bu malzemelerin örnek şeritlerinin amonyak buharına tutulmasıyla elektriksel dirençlerinde meydana gelen değişim, iki nokta tekniği ile ölçülerek izlendi. PANI ve kompozitlerinin farklı derişimlerindeki amonyak çözeltilerine karşı direnç ölçümleri, desorpsiyon modunda saf gliserin, saf su ve gliserin-su karışımı kullanılarak ayarlanan çeşitli bağıl nem (BN) seviyelerinde gerçekleştirildi. PANI ve PANI-KNT kompozitlerin sensör yanıtlarının NH3 derişimi artışı ile azaldığı gözlenirken, PANI-KNT kompozitlerinde KNT yüzdesi arttıkça, adsorpsiyondesorpsiyon döngülerinde sensör yanıtı kararlılığının PANI’ye göre arttığı görüldü. PANI-KNT kompozitlerinin amonyak buharı için sensör yanıtları zamanla BN seviyesi arttıkça azaldı.

The aim of this study is to examine sensing properties of polyaniline (PANI) composites with oxidized multiwall carbon nanotubes (CNTs) to ammonia vapor. PANI and PANI composites containing the CNTs at concentrations of 1% and 2% were synthesized by chemical oxidative polymerization of aniline using ammonium persulfate in acidic medium. PANI and PANI-CNT composites were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Atomic Force Microscopy (AFM) measurements. The change in electrical resistances of sample strips of these materials when exposed to ammonia solution vapor was monitored along the stripe length by the two-point technique. The resistance measurements of them to ammonia solutions of different concentrations were carried out at various relative humidity (RH) levels adjusted by using pure glycerin, water and glycerin–water mixture. While the sensor responses of the PANI and the composites to ammonia vapor decreased with increasing NH3 concentration, PANI-CNT composites showed higher stability in the sensor response than PANI as the percentage of CNT increased. The sensor responses of PANI-CNT composites to ammonia vapor decreased as the RH level increased.