Научный архив: статьи

Разработка высокочувствительных и селективных датчиков на аммиак остается важной задачей для экологических и биомедицинских применений. В данной работе представлены адсорбционно-резистивные сенсоры на основе гибридных материалов, полученных нековалентной функционализацией исходных и карбоксилированных одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT и SWCNT-COOH) хлор-замещенными фталоцианинами цинка – тетра- (ZnPcCl₄) и октахлорированными (ZnPcCl₈) производными, а также незамещённым фталоцианином цинка (ZnPc) для сравнения. Комплексное исследование с использованием ИК- и КР-спектроскопии и элементного анализа подтвердило успешное образование гибридных материалов и показало, что окисление SWCNT значительно повышает содержание фталоцианина в гибридном материале за счет образования дополнительных водородных связей. Слои полученных гибридных материалов демонстрировали обратимый сенсорный отклик на NH₃ (1–50 ppm), причем наилучшие характеристики были достигнуты у гибридов с ZnPcCl₄. Обнаружено, что SWCNT-COOH/ZnPcCl₄ показал в 2–3 раза более высокий отклик и более низкий предел обнаружения (0,3 ppm) по сравнению с гибридными материалами на основе исходных SWCNT (0,5 ppm), что обусловлено более высоким содержанием фталоцианина в материале. Исследование влияния влажности и селективности на сенсорный отклик показало, что хотя гибриды на основе SWCNT-COOH демонстрируют высокую чувствительность при низкой влажности, их сигнал искажается при относительной влажности >40%. При этом SWCNT/ZnPcCl₄ сохраняет стабильные сенсорные характеристики. Полученные результаты демонстрируют, как молекулярная структура фталоцианина и тип нанотрубок влияют на чувствительность сенсора. Это открывает новые возможности для разработки высокопроизводительных датчиков аммиака.