Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗНАЧЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПЛЕНОК МЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА

https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-2-116-121

Полный текст:

Аннотация

Для создания газоаналитических сенсоров традиционно применяют неорганические материалы, но в последнее время интенсивно исследуют пленки электропроводящих полисопряженных органических полимеров, которые с успехом могут быть использованы в качестве газочувствительного слоя. 

К таким материалам относится полимер полиакрилонитрил (ПАН). Рассмотрены газочувствительные свойства пленок ПАН и медьсодержащего ПАН в рамках метода QSPR (quantitative structure—property relationship). Предложены линейнорегрессионные модели, позволяющие прогнозировать сопротивление, толщину исследуемых пленок и значения коэффициента газочувствительности пленок ПАН и медьсодержащего ПАН на основе дескрипторов, учитывающих технологические и структурные параметры формирования материала чувствительного слоя сенсора газа. Установлено, что построенные модели имеют высокие статистические данные (коэффициент корреляции, коэффициент детерминации, критерий Фишера, объясненная дисперсия) и позволяют с достаточно высокой надежностью в рассматриваемом интервале технологических режимов прогнозировать указанные характеристики полученного материала. На основе результатов моделирования сделан вывод, что для газочувствительности пленок медьсодержащего ПАН определяющими параметрами являются содержание сопряженных связей и толщина пленки, которая, в свою очередь, определяется температурой ИКотжига и массовой долей модифицирующей добавки. QSPRподход позволяет получить уравнение с высокими предсказательными возможностями и с ограниченным числом дескрипторов, описывающих главные свойства. 

Об авторах

Т. В. Семенистая
Технологический институт Южного Федерального Университета, ул. Чехова, д. 2, Таганрог, 347928, Россия,
Россия

кандидат хим. наук, доцент 



С. П. Коноваленко
Таганрогский государственный педагогический институт им. А. П. Чехова, ул. Инициативная, д. 48, Таганрог, 347936, Россия
Россия

 кандидат техн. наук 



В. В. Петров
Технологический институт Южного Федерального Университета, ул. Чехова, д. 2, Таганрог, 347928, Россия,
Россия

зав. кафедрой, доктор техн. наук 



Список литературы

1. Петров, В. В. Исследование физико−химических и электрофизических свойств, газочувствительных характеристик нанокомпозитных пленок состава SiO2—SnOx—CuOy / В. В. Петров, Т. Н. Назарова, Н. Ф. Копылова, О. В. Заблуда, И. Кисилев, М. Брунс // Нано− и микросистемная техника. − 2010. − No 8. − C. 15—21.

2. Петров, В. В. Формирование тонких газочувствительных оксидных пленок смешанного состава, легированных серебром / В. В. Петров, Т. Н. Назарова, А. Н. Королев, А. Т. Козаков, Н. К. Плуготаренко // ФизХОМ. − 2005. − No 3. − С. 58—62.

3. Аль−Хадрами, И. С. Исследование газочувствительных свойств медьсодержащего полиакрилонитрила / И. С. Аль−Хадрами, А. Н. Королев, Т. В. Семенистая, Т. Н. Назарова, В. В. Петров // Изв. вузов. Электроника. − 2008. − No 1. − С. 20—25.

4. Waghuley, S. A. Application of chemically synthesized conducting polymer−polypyrrole as a carbon dioxide gas sensor / S. A. Waghuley,S.M.Yenorkar,S.S.Yawale,S.P.Yawale//Sensors and Actuators B. − 2008. − V. 128. − P. 366—373.

5. Semenistaya, T. V. Nanocomposite of Ag−polyacrylonitryle as a selective chlorine sensor / T. V. Semenistaya, V. V. Petrov, P. Lu // Adv. Mater. Res. − 2013. − V. 804. − P. 135—140.

6. Бедная, Т. А. Влияние модифицирующих добавок на газочувствительность нанокомпозитных материалов на основе полиакрилонитрила / Т. А. Бедная, С. П. Коноваленко, Т. В. Семенистая, А. Н. Королев // Перспективные материалы. − 2012. −No 5.−С.39—44.

7. Бедная, Т. А. Газочувствительные элементы сенсора диоксида азота и хлора на основе кобальтсодержащего полиакрилонитрила / Т. А. Бедная, С. П. Коноваленко, Т. В. Семенистая, В. В. Петров, А. Н. Королев // Изв. вузов. Электроника. − 2012. − No 4(96). − С. 66—71.

8. Тугов, И. И. Химия и физика полимеров / И. И. Тугов, Г. И. Кострыкина. − М. : Химия, 1989. − 432 с.

9. Jing, M. Chemical structure evolution and mechanism during pre−carbonization of PAN−based stabilized fiber in the temperature range of 350—600 °C / M. Jing, C. Wang, Q. Wang, Y. Bai, B. Zhu // Polymer Degradation and Stability. − 2007. − V. 92. − P. 1737—1742.

10. Инокути, Х. Электропроводность органических полупроводников / Х. Инокути, Х. Акамату. − М. : Изд−во иностр. лит−ры, 1963. − 214 с.

11. Аль−Хадрами, И. С. Исследование электропроводности ИК−пиролизованного медьсодержащего полиакрилонитрила / И. С. Аль−Хадрами, А. Н. Королев, Л. М. Земцов, Г. П. Карпачева, Т. В. Семенистая // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. 2008. − No 1. − С. 14—17.

12. Zefirov, N. S. Fragmental Approach in QSPR / N. S. Zefirov, V. A. Palyulin // J. Chem. Inf. Comput. Sci. − 2002. − V. 42, N 5. − P. 1112—1122.

13. Жохова, Н. И. Фрагментные дескрипторы в QSPR: применение для расчета магнитной восприимчивости / Н. И. Жохова, И. И. Баскин, В. А. Палюлин, А. Н. Зефиров, Н. С. Зефиров // Журн. структурной химии. − 2004. − Т. 45, No 4. − С. 660—669.

14. Земцов,Л.М.Химическиепревращенияполиакрилонитрила под действием некогерентного инфракрасного излучения / Л. М. Земцов, Г. П. Карпачева // Высокомолекул. соед. − 1994. −Т.36,No6.−С.919—924.

15. Аппельт, Г. Введение в методы микроскопического исследования / Г. Аппельт. − М. : Медгиз. 1959. − 425 с.

16. Аль−ХадрамиИ.С.Разработкатехнологииизготовления и исследование сенсорных элементов на основе полиакрилонитрила и соединений меди: дис. ... канд. техн. наук. − Таганрог, 2008.

17. Лу, П. Получение чувствительных элементов сенсоров газов на основе пленок полиакрилонитрила и серебросодержащего полиакрилонитрила и определение их характеристик / П. Лу, Ю. А. Горбатенко, Т. В. Семенистая, Е. В. Воробьев, А. Н. Королев // Нано− и микросистемная техника. − 2011. − No 9. − С. 5—12.

18. Химмельблау, Д. Анализ процессов статистическими методами / Д. Химмельблау. − М. : Мир, 1973. − 958 с.


Для цитирования:


Семенистая Т.В., Коноваленко С.П., Петров В.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗНАЧЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПЛЕНОК МЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2014;(2):116-121. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-2-116-121

For citation:


Semenistaya T.V., Konovalenko S.P., Petrov V.V. Modelling of Resistance and Gas–Sensitivity Coefficient of Copper–Containing Polyacrylonitrile Films. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2014;(2):116-121. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-2-116-121

Просмотров: 337


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)