Các tính chất điện và tính chất nhạy hơi VOCs của vật liệu đƣợc thực hiện đo đạc trên hệ đo tự lắp ráp sử dụng Keithley 2601B, đặt Phòng thí nghiệm Nghiên cứu ứng dụng, khoa Vật lý, trƣờng Đại học Quy Nhơn. Hệ đo tính chất điện và tính chất nhạy khí bao gồm:
- Bình khí chuẩn: cung cấp khí nền cho hệ đo. - Bộ điều khiển lƣu lƣợng (MFC) gồm:
+ MFC1: điều khiển lƣu lƣợng khí mang.
+ MFC2: điều khiển lƣu lƣợng khí qua thiết bị tạo bọt chứa VOCs. - Thiết bị tạo bọt chứa VOCs
- Buồng đo: nơi đặt sensor
- Bộ thu nhận tín hiệu (Keithley 2601B) và máy tính.
Ở mỗi nhiệt độ làm việc nhất định, chúng tôi tiến hành đo tính chất điện của cảm biến, điện áp của cảm biến trong không khí khô đƣợc thay đổi từ -2V đến 2V để xác định đặc tính tiếp xúc giữa điện cực vàng và vật liệu cảm biến. Trong phép đo tính chất nhạy hơi của cảm biến, điện áp của cảm biến đƣợc giữ cố định 2 V, khảo sát sự thay đổi điện trở/độ dẫn theo thời gian khi có và không có hơi VOCs.
Hình 2.2. Sơ đồ mô phỏng hệ đo tính chất điện và tính chất nhạy khí
Quá trình hoạt động của hệ đo VOCs: khí từ các bình khí khô sạch với tỉ lệ hàm lƣợng O2/N2 = 20/80 đƣợc điều khiển lƣu lƣợng qua MFC1 với vai trò là khí mang tới buồng đo đặt cảm biến, trong khi đó MFC2 điều khiển lƣu lƣợng khí qua thiết bị tạo bọt chứaVOCs, tín hiệu đƣợc thu nhận qua Keithley 2601B cho kết quả số liệu và hình dạng đồ thị khi cảm biến tiếp xúc với khí nền. Sau một thời gian nhất định (5 phút đối với nghiên cứu của luận văn này), ta điều khiển lƣu lƣợng khí nền qua MFC2 để khí nền tới thiết bị tạo bọt chứa VOCs, tại đây khí nền có chƣa hơi VOCs và đƣợc khí mang đƣa đến buồng đo trong khoảng 40 phút. Sau 40 phút, khoá đƣờng khí mang hơi VOCs, chỉ để lại khí nền. Sau đó, đợi cảm biến phục hồi rồi chuẩn bị đo vòng tiếp theo. Cảm biến đƣợc mắc vào mạch đo đặt trong buồng đo, tín hiệu đƣợc thu nhận qua Keithley2601B. Máy tính có chức năng thu nhận tín hiệu từ Keithley rồi dùngcác phần mềm nhƣ 2400 DC Voltage Source Measure Current, Cassy Lab 2, Excel, Origin để thu thập số liệu và vẽ đồ thị [27].
Nồng độ VOCs đƣợc pha loãng trong không khí khô đƣợc xác định bởi công thức:
. i P f C P F f (2.2)
Trong đó: P là áp suất không khí vào, Pi là áp suất riêng phần bão hòa của acetone xác định theo phƣơng trình Antoine:
- i B LgP A C T (2.3)
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Trong chƣơng này, chúng tôi trình bày kết quả của các phép đo khảo sát hình thái và cấu trúc của vật liệu chế tạo. Kết quả đo tính chất quang, điện và nhạy hơi VOCs.