8. Bố cục của luận án
4.3.3. Ảnh hưởng của độ ẩm đến khả năng nhận biết khí SO2
Ngoài các yếu tốđã khảo sát trên, hơi nước cũng là một thành phần quan trọng ảnh hưởng đến khảnăng làm việc của cảm biến. Một số các công bố đã nhận định phản hồi của cảm biến đã giảm nhẹkhi độẩm tương đối tăng lên [173], [155], [174]. Trong nghiên cứu này, đểxác định ảnh hưởng của độẩm đến đặc tính cảm nhận khí của các cảm biến, chúng tôi đã khảo sát khảnăng đáp ứng của các cảm biến đối với SO2 sau bốn chu kì liên tiếp và tăng độẩm tương đối trong buồng đo từ45% lên đến 60%, 70% và 80%. Hình 4.21 biểu diễn độ dịch tần số của cảm biến sử dụng thanh
112
Hình 4.21: Khảnăng đáp ứng lặp lại của các cảm biến sử dụng thanh nano: (a) Fe3O4/α-FeOOH; (b) γ-Fe2O3và (c) α-Fe2O3ở bốn chu kì khảo sát 15 ppm SO2 liên
113
nano Fe3O4/α-FeOOH (Hình 4.21a), γ-Fe2O3 (Hình 4.21b) và α-Fe2O3 (Hình 4.21c). Tần số cộng hưởng của tất cả các cảm biến có xu hướng giảm xuống khi tăng độẩm tương đối. Sự giảm tần số nền này là do sự hấp phụvà tương tác phân cực giữa các phân tửhơi nước với vật liệu cảm nhận. Tuy nhiên, độ dịch tần sốở tất cả các chu kì tiếp xúc SO2 được giữkhông đổi khi thử nghiệm trong các cấp độ khác nhau của độ ẩm tương đối. Ởcác độẩm tương đối thấp, cảm biến phủ vật liệu nano ô-xít sắt bị chi phối hấp phụ vật lý xảy ra giữa phân tử SO2 và vật liệu cảm nhận mà không bị ảnh hưởng nhiều của của RH. Ởđộẩm tương đối cao hơn, phân tửhơi nước làm giảm số tâm hấp phụ của ô-xít sắt nên cơ chế nhạy SO2trong trường hợp này có thểdo: tương tác của ô-xít sắt với SO2, sự thay thế phân tử SO2 cho các phân tửnước trên bề mặt, và các liên kết O-H của các phân tửhơi nước có thể bổ sung số tâm hấp phụ của ô- xít sắt đã bị mất. Mặc dù ảnh hưởng của độ ẩm đến độ dịch tần sốlà không đáng kể nhưng chúng tôi đưa ra cảnh báo rằng: độ ẩm nên được loại bỏđể tránh nhiễu trong tín hiệu cảm biến và nên được giữkhông đổi trong toàn bộ thí nghiệm.