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本文主要研究了经过色谱提纯的纳米粒子敏感膜对可挥发性有机气体(VOCs)和水的响应机理。具体所完成的研究工作包括:(1)采用Brust两相法通过自组装技术,合成了以1-辛基硫醇为有机单分子层包裹的金纳米粒子(本实验中,氯金酸和正辛基硫醇的摩尔比分别为4:1和8:1),并采用色谱分离法(硅胶H作为固定相,四氢呋喃作为洗脱相)对其进行进一步的提纯,目的是除去金纳米粒子中可能存在的一些杂质,得到更纯的金纳米粒子。提纯后的金纳米粒子用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和热重法(TGA)对其进行了性质和结构的表征。将提纯后的金纳米粒子涂敷在两种不同的叉指微电极上,做成金纳米粒子膜化学阻抗传感器,采用VOCs和水作为探针,研究了传感器的响应性能与电极尺寸、纳米颗粒大小、纳米粒子纯度以及所检测的有机气体介电常数的关系。厚电极所产生的电场可以覆盖整个响应敏感膜;介电常数大的有机气体产生负的电阻响应;增加纳米颗粒的直径会降低纳米敏感膜的的介电常数;离子杂质的存在会增加膜的介电常数和导致离子电流的产生。传感器的电阻和电容响应是介电常数、纳米颗粒间距和膜体积总体改变的结果,是一个非常复杂的响应模式。(2)在提纯的1-辛基硫醇为有机单分子层包裹的金纳米粒子的基础上,采用“交换-交联-沉积”一步法制备了1,6-己基二硫醇(HDT)和1,4-苯二甲基二硫醇(BDT)交联的三维金纳米粒子薄膜,讨论了由金纳米敏感膜中残留的杂质所引起的离子电流对传感器电阻和电容响应的影响。在传感器对可挥发性有机化合物(VOCs)及水的响应过程中,离子电流的存在明显的降低了气体响应的灵敏度。对于水的响应而言,在高湿度时,离子电流的存在改变了电阻的响应模式,随着湿度的增加电阻由正响应变为负响应。同时构建了由提纯的C8Au、HDT和BDT交联金纳米粒子作为敏感膜组成的化学阻抗传感器阵列,其响应模式表明传感器阵列对含不同官能团的有机气体有很好的区分与辨别能力。另外,制备过程中粒子性质的变化与多步层层制备法进行了比较。由于具有核–壳结构的金纳米粒子的核外单分子保护层的结构发生改变,故其作为敏感膜对VOCs及水的响应性质发生了一系列程度不等的变化。(3)以提纯的1-辛基硫醇包裹的金纳米粒子和在其基础上交联的1,6-己基二硫醇和与1,4-苯二甲基二硫醇金纳米粒子作为敏感膜涂敷于叉指电极上形成化学阻抗传感