聚多巴胺纳米管:生物启发的合成甲醛感测特性和热力学研究

这项工作报告了具有所需壁厚的聚多巴胺(PDA)纳米管的生物启发性合成及其在痕量甲醛检测中的应用。 为了合成PDA纳米管,分批制备了ZnO纳米棒作为模板。 然后,将同时具有邻苯二酚和胺基团的多巴胺分子自组装到牢固附着在无机或有机基质上的贻贝之类的ZnO纳米棒表面上。 之后,粘附的多巴胺分子在碱性溶液中自聚合形成聚多巴胺。 可以通过去除NH4Cl水溶液中的ZnO模板来获得聚多巴胺纳米管。 表征结果表明,PDA纳米管的壁厚在13–75 nm范围内可调。 为了构建微重力气体传感器,将PDA纳米管均匀地涂覆在石英晶体微天平(QCM)上。感测结果表明,对HCHO的检测限低于100 ppb。 此外,可以通过增加PDA纳米管的Kong体积来提高灵敏度。 与普通的PDA材料(如无定形颗粒)相比,PDA纳米管在灵敏度,选择性和响应/恢复速度方面表现出改善的甲醛传感性能。 根据温度变化的微重力实验,焓变(DH)定量为53.6 kJ mol1,表明PDA纳米管与HCHO分子之间的相互作用属于典型的氢键连接。 DH值也通过理论计算得到验证。使用高斯软件对结合能进行了计算。