ИК-ФИЛЬТРЫ НА ОСНОВЕ МЕМБРАН АНОДНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ

Реклама
ИК-ФИЛЬТРЫ НА ОСНОВЕ МЕМБРАН АНОДНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ
ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ ГАЗА
И.А. Врублевский, Е.В. Чернякова, И.А. Забелина, Д.В. Горбачев
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
e-mail: [email protected]
Перспективы совершенствования ИК-газоанализаторов связаны с созданием новой,
более эффективной элементной базы газовых сенсоров, в первую очередь оптических
фильтров, источников и приемников ИК-излучения. Одним из путей для дальнейшего
уменьшения габаритов и стоимости газоанализаторов с твердотельными неселективными
приемниками излучения является применение наноматериалов, прозрачных в диапазоне
спектра 3…5 μm, для изготовления газонаполненного фильтра.
Оксид алюминия является прозрачным в среднем диапазоне ИК спектра. Поэтому
перспективным материалом для изготовления газонополненного фильтра с СО2 является
пористый оксид алюминия, полученный в органических электролитах. Как известно, в процессе
пористого анодирования алюминия углеродсодержащие остатки анионов электролита на основе
органической кислоты встраиваются в структуру анодного оксида алюминия. Используя
термическую обработку мембран нанопористого анодного оксида алюминия можно разложить
углеродсодержащие остатки органических кислот с выделением газа СО2 в объеме оксида.
Известно, что физико-химические свойства пористого Al2O3 определяются его
структурой и составом и могут быть изменены с отжига. ИК-спектры пропускания мембран
анодного Al2O3, отожженных при 973 и 1173 К показаны на рис. 1.
Рис.1. ИК-спектры пропускания исходных и отожженных наноструктурированных мембран
из анодного Al2O3, сформированных в растворе щавелевой кислоты
На всех ИК-спектрах есть узкая интенсивная полоса поглощения с пиком при 2342 cм–
, обусловленная асимметричными валентными колебаниями связей С=О в молекулах CO 2.
Наличие этой полосы в спектрах пропускания мембран свидетельствует о значительном
содержании CO2 в анодном Al2O3. Появление адсорбированных на различных центрах
молекул CO2 является результатом полного окисления углеродсодержащих компонентов
электролита. По сравнению с исходными мембранами, прозрачность в области 3000–
1500 см–1 отожженных мембран увеличивалась с 20 до 50 %. Можно также отметить, что в
отличие от мембран, отожженных при 973 К, мембраны отожженные при 1173 К, имеют в
диапазоне 3000–1500 см–1 узкую интенсивную полосу пропускания.
Таким образом, наличие адсорбированных молекул СО2 в отожженных
наноструктурированных мембранах из анодного Al2O3, позволяет реализовать
принципиально новую конструкцию газонополненного фильтра в котором материал фильтра
содержит в своем объеме достаточное количество анализируемого газа.
1
Похожие документы
Скачать