تهیه پلیمر هیبریدی پلی پیرول و نانوذرات zno و بررسی عملکرد آن به عنوان حسگر گازهای nox

نانو ذرات پتانسیل و قابلیت های زیادی را برای استفاده در زمینه های مختلف از جمله وسایل الکتریکی، ذخیره و انتقال انرژی، تصفیه آب، مسائل زیست محیطی و... از خود نشان می دهند. در بین این نانو ذرات، نانو ذرات نیمه رسانا که نسبت به گازها حساس هستند بیشتر مورد توجه بوده اند. پلیمرهای رسانای الکتریکی به علت داشتن پتانسیل لازم در موارد مانند باطری ها، پوششهای آنتی استاتیک و دستگاههای میکرو الکتریکی و حسگرها و... کاربرد فراوانی پیدا کرده اند. پلی پیرول به علت رسانایی و پایداری محیطی و حرارتی و زیست سازگاری و حساسیت به انواع گازهای سمی اصلی در انواع کاربرد ها مورد استفاده قرار می گیرد. گازهای سمی نقش حیاتی و اساسی در فرآیندهای عادی زیستی و فیزیولوژیکی بازی می کنند. اکسیدهای نیتروژن (no, no2, nox) یکی از گازهای آلوده کننده ایجاد شده در خروجی صنایع مختلف، اتومبیل ها، فرایندهای سوخت و.... می باشد. این گازها بی رنگ و قابل اشتعال بوده و حتی در غلظت های کم نیز خطرناک می باشند. در نتیجه، شناسایی این گاز در شرایط محیطی (دمای اتاق) بسیار مهم است. حسگرهای مختلفی برای این کار تهیه و استفاده شده اند. در این پروژه پلی پیرول حاوی نانو ذرات zno در انتهای خود، که توسط پیوند شیمیایی به هم وصل شده اند تهیه خواهد شد. پلی پیرول دارای رسانایی زیاد، پایداری محیطی خوب، حساسیت و انتخابگری خوب نسبت به انواع گازها می باشد و اتصال نانو ذرات نیمه رسانای zno که خاصیت پذیرش الکترون و خود تمیز شونده گی و نیز حساسیت به انواع گازهای مشابه با گازهایی که پلی پیرول نیز به آنها حساس است، باعث اثر هم افزایی و تشدید مضاعف این خاصیت ها شده که می توان از آن در تولید انواع حسگرهای حساس به گازهای سمی (بیشتر no2) استفاده کرد. همچنین می توان خاصیت خود تمیز شوندگی که zno به این حسگرها می دهد که باعث افزایش پایداری و کیفیت آنها می شود، و این مزیت عمده این پلیمر هیبریدی به کامپوزیت مشابه آن است. از دیگر کاربردهای این پلیمر هیبریدی همچنین به علت کاهش باند گپ آن می توان به استفاده در سلولهای خورشیدی اشاره کرد. روش کار بدین صورت است که ابتدا با استفاده از 2، 4- تولوئن دی ایزوسیانات (tdi) نانو ذرات zno را اصلاح سطح کرده و بعد با واکنش آن با نمک پتاسیم پایرول و اتصال مونومر پایرول به نانو ذرات اصلاح سطح شده با tdi و سپس پلیمریزاسیون آنها در حضور پایرول و یک آغازگر مناسب، پلیمر هیریدی مورد نظر بدست می آید. در نهایت عملکرد پلیمر تهیه شده به عنوان ترکیب حسگر گاز nox مورد بررسی قرار می گیرد. مواد تهیه شده با استفاده از روشهای مناسبی از جمله میکروسکوپ الکترونی (sem) یا میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem) و یا دیگر روش های طیف سنجی مانند uv-vis، ft-ir، drs پراش الکترونی xrd و خصوصیات حرارتی پلیمر مورد بررسی قرار گرفته و ساختارشان مورد تایید قرار می گیرد.