研究實(shí)驗(yàn)報(bào)告
在日常生活和工作中，報(bào)告使用的次數(shù)愈發(fā)增長(zhǎng)，報(bào)告具有語(yǔ)言陳述性的特點(diǎn)。相信許多人會(huì)覺(jué)得報(bào)告很難寫(xiě)吧，下面是小編整理的研究實(shí)驗(yàn)報(bào)告，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
研究實(shí)驗(yàn)報(bào)告1
實(shí)驗(yàn)課程：xx實(shí)驗(yàn)名稱：xx實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：xx
學(xué)生姓名：xx學(xué)號(hào)：xx指導(dǎo)教師：xx
實(shí)驗(yàn)時(shí)間：20xx年xx月xx日
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
熟悉電阻型氣體傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理，進(jìn)行基于聚苯胺敏感薄膜的氣體傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料制作、材料表征、探測(cè)單元制作與測(cè)試、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)獲得氣體傳感器從設(shè)計(jì)到性能測(cè)試完整的實(shí)驗(yàn)流程，鍛煉同學(xué)學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力和分析問(wèn)題能力。
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1、理解電阻式氣體傳感器工作原理
2、進(jìn)行傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3、進(jìn)行敏感材料的合成與測(cè)試
4、開(kāi)展氣體傳感器制作
5、器件性能測(cè)試與分析討論
三、實(shí)驗(yàn)原理
氣體傳感器是化學(xué)傳感器的一大門(mén)類，是氣體檢測(cè)系統(tǒng)的核心,通常安裝在探測(cè)頭內(nèi)。從本質(zhì)上講，氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。根據(jù)氣敏特性來(lái)分類，主要分為半導(dǎo)體氣體傳感器、固體電解質(zhì)氣體傳感器、接觸燃燒式氣體傳感器、光學(xué)式氣體傳感器、石英諧振式氣體傳感器、表面聲波氣體傳感器等。
氣體傳感器的檢測(cè)原理一般是利用吸附氣體與高分子半導(dǎo)體之間產(chǎn)生電子授受的關(guān)系，通過(guò)檢測(cè)相互作用導(dǎo)致的物性變化從而得知檢測(cè)氣體分子存在的信息，大體上可以分為：
(l)氣體分子的吸附引起聚合物材料表面電導(dǎo)率變化
(2)p型或n型有機(jī)半導(dǎo)體間結(jié)特性變化
(3)氣體分子反應(yīng)熱引起導(dǎo)電率變化
(4)聚合物表面氣體分子吸、脫附引起光學(xué)特性變化
(5)伴隨氣體吸附脫附引起微小量變化
對(duì)于電阻型氣體傳感器，其基本的機(jī)理都是氣體分子吸附于膜表面并擴(kuò)散進(jìn)體內(nèi)，從而引起膜電導(dǎo)的增加，電導(dǎo)變化量反應(yīng)了氣體的濃度情況。
四、實(shí)驗(yàn)器材
電子天平BS2245:北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司
KSV5000自組裝超薄膜設(shè)備:芬蘭KSV設(shè)備公司
Keithley2700數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):美國(guó)Keithley公司
KW-4A型勻膠機(jī):Chemat Technologies Inc.
85-2型恒溫磁力熱攪拌機(jī):上海司樂(lè)儀器公司
優(yōu)普超純水制造系統(tǒng):成都超純科技有限公司
動(dòng)態(tài)配氣裝置北京匯博隆儀器
S-450型掃描電鏡:日本日立公司
UV1700紫外一可見(jiàn)分光光度計(jì):北京瑞利分析儀器公司
BSF-GX-2型分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心、北京耐思達(dá)新技術(shù)發(fā)展公司
五、實(shí)驗(yàn)步驟
1、電阻型氣體探測(cè)器工作原理認(rèn)識(shí)（見(jiàn)三、實(shí)驗(yàn)原理）
2、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
電阻型氣體探測(cè)器基于敏感薄膜電阻變化來(lái)進(jìn)行氣體濃度測(cè)定，因此電阻是探測(cè)器件的一個(gè)重要參數(shù)。叉指電極結(jié)構(gòu)測(cè)量出的電導(dǎo)可由下式表示：
其中L和W為叉指電極基底的長(zhǎng)度和寬度，N為叉指電極的數(shù)目對(duì)數(shù)，d為兩相鄰電極之間的間距，σ為薄膜的本征電導(dǎo)率。結(jié)合基底尺寸、材料電導(dǎo)率和工藝能力可以設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的.叉指結(jié)構(gòu)，獲得較顯著的電學(xué)輸出信號(hào)。
圖1、基于敏感膜的氣體傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意圖
圖1為設(shè)計(jì)的電阻型氣體傳感器結(jié)構(gòu)，在絕緣襯底上制作叉指電極，然后在叉指電極上制作敏感薄膜，通過(guò)測(cè)試兩個(gè)叉指電極間的電學(xué)信號(hào)，可獲得敏感薄膜的電阻信息。設(shè)計(jì)完成的整個(gè)氣體
傳感器的制作流程示意圖如圖2所示。
圖2、氣體傳感器制作工藝流程示意圖
詳細(xì)流程可表述為：硅片清洗—硅片表面氧化—濺射生長(zhǎng)NiCr合金—濺射生長(zhǎng)金—?jiǎng)蚰z、顯影、曝光、去膠—刻蝕金屬層(Kl、硫酸)—中測(cè)—?jiǎng)澠粶y(cè)試在器件的制作中，所使用的基片是電阻率為0.7-1cm的n型單晶硅片([100]取向)。其上氧化生長(zhǎng)二氧化硅作為絕緣層，然后濺射鎳鉻合金(200-300 )，以提高金電極的附著性。其后再在鎳鉻合金上濺射導(dǎo)電的金層(400～500)，采用負(fù)膠光刻，電極間距和寬度相等，為50μm，整個(gè)器件尺寸大小為8*5mm2，該設(shè)計(jì)由自己完成，工藝由成都亞光電子股份有限公司加工。
3、聚苯胺復(fù)合薄膜制備
(1)基片預(yù)處理
本實(shí)驗(yàn)采用表面拋光的石英玻片和平面叉指金電極作為成膜基片。將表面拋光的石英基片先后放在:(l)表面活性劑和水的混合液;(2)去離子水;(3)乙醇;(4)丙酮中分別超聲清洗0.5h,以除去表面污垢和油潰。然后將清洗過(guò)的石英基片放入7:3濃硫酸/過(guò)氧化氫溶液及1:1:5氨水/過(guò)氧化氫/水溶液中各超聲清洗0.5h使得表面清潔,同時(shí)通過(guò)這一步使基片表面親水。處理后的石英基片存放在超純水中待用。
將清洗好的石英基片及平面叉指電極式器件浸入1%PDDA水溶液15min,取出后用去離子水洗滌,再用氮?dú)獯蹈?此時(shí)基片表面呈正電性;再將基片浸入Pss溶液(2mg/inl,鹽酸調(diào)節(jié)PH=1~2)中15min,取出后用去離子水洗滌并吹干,此時(shí)基片表面呈負(fù)電性。
�。�2）聚苯胺PANI/TiO2復(fù)合薄膜制備方法
對(duì)于經(jīng)過(guò)聚電解質(zhì)(PSS)處理后的基片，聚電解質(zhì)自組裝膜在基片表面引入了極性基團(tuán)，在聚合反應(yīng)的開(kāi)始階段，基片上-SO-3基團(tuán)與酸性條件下
苯胺單體和聚苯胺低聚合物上的N+通過(guò)靜電吸引作用形成離子對(duì)，將其吸附在基片表面，形成均勻的聚合中心，進(jìn)行鏈生長(zhǎng)。同時(shí)，混合液中的TiO2
納米粒子起著原位吸附聚合載體的作用，苯胺單體吸附在TiO2納米粒子表面，氧化劑(NH4)2S2O8引發(fā)單體在TiO2納米粒子表面進(jìn)行聚合，這導(dǎo)致了聚合物圍繞TiO2粒子的受限生長(zhǎng)，從而獲得TiO2納米粒子表面覆蓋PANI的復(fù)合薄膜。
用移液管取0.2 ml TiO2溶膠，加去離子水稀釋至0.lwt%；超聲15min備用。室溫下，將超聲過(guò)的TiO2溶膠加入到20mL 2.0mol/L的鹽酸溶液中，在適度的攪拌下，將0.1mL苯胺單體加入其中。為了避免苯胺單體快速氧化，邊攪拌邊將適量的(NH4)2S2O8的鹽酸溶液緩慢逐滴滴入到混合液中，體系的顏色由透明逐漸加深,變?yōu)闇\藍(lán),最終轉(zhuǎn)變?yōu)槟G色。適度攪拌5min后，用0.45um的有機(jī)過(guò)濾器過(guò)濾。(NH4)2S2O8和苯胺單體物質(zhì)的量之比為1:1。運(yùn)用芬蘭KSV公司的自組裝系統(tǒng)制備HCI摻雜PANI/TIO2自組裝納米復(fù)合薄膜。將預(yù)處理后的基片浸入到PANI/TiO2濾液中，反應(yīng)20min，取出基片，在空氣中自然晾干后放置在純凈的氮?dú)庵斜４妗?/p>
（3）HCI和PTSA摻雜PANI/TiO2復(fù)合薄膜制備方法
HCI和對(duì)甲苯磺酸(PTSA)是常見(jiàn)的聚苯胺質(zhì)子酸摻雜劑。HCl摻雜PANI/TiO2復(fù)合薄膜制備同前所述。PTSA摻雜PANI/TiO2復(fù)合薄膜制備工藝如下：
取1.9g對(duì)甲苯磺酸，溶于10ml去離子水中；再配置0.1254g (NH4)2S2O8溶于10ml鹽酸溶液中，待用；用移液管取0.2ml TiO2溶膠，加去離子水稀釋至0.lwt%；將10ml對(duì)甲苯磺酸溶液與TiO2溶膠溶液混合，超聲15min備用。室溫下,在超聲過(guò)的對(duì)甲苯磺酸溶液和TiO2溶膠混合溶液中，將0.1mL苯胺單體加入其中。為了避免苯胺單體快速氧化,邊攪拌邊將適量的(NH4)2S2O8的水溶液緩慢逐滴滴入到混合液中，體系的顏色由透明逐漸加深,最終轉(zhuǎn)變?yōu)槟G色。適度攪拌5min后，用0.45um的有機(jī)過(guò)濾器過(guò)濾。(NH4)2S2O8和苯胺單體物質(zhì)的量之比為1:1。運(yùn)用芬蘭KSV公司的自組裝系統(tǒng)制備PTSA摻雜PANI/TiO2自組裝納米復(fù)合薄膜。將預(yù)處理后的基片浸入到PANI/TiO2濾液中，反應(yīng)20min，取出基片，在空氣中自然晾干后放置在純凈的氮?dú)庵斜４妗?/p>
研究實(shí)驗(yàn)報(bào)告2
我們初三學(xué)習(xí)了一個(gè)學(xué)期的化學(xué)，從中學(xué)到了很多有趣的知識(shí)，初步學(xué)會(huì)了用簡(jiǎn)單的儀器和藥品進(jìn)展實(shí)驗(yàn)的方法,同時(shí)也對(duì)化學(xué)有了不少感性認(rèn)識(shí)。初中涉及的化學(xué)知識(shí)和理論雖然還很淺薄，但是它為我們了解化學(xué)、建立初步的化學(xué)觀念打下了根底。下面是我做的關(guān)于二氧化碳的一個(gè)簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)名稱：
對(duì)二氧化碳的探究
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
家里
實(shí)驗(yàn)時(shí)間：
xx年4月27日
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
了解二氧化碳的性質(zhì)及用途；
實(shí)驗(yàn)步驟：
�、睖�(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用品：
玻璃杯、充足的二氧化碳、小蠟燭、裝有二氧化碳的礦泉水瓶、充足的.水
�、膊僮鞑襟E：
�、艑⒀b有二氧化碳的集氣瓶靠近鼻子，用手輕輕扇動(dòng)。 ⑵將小蠟燭放入裝有二氧化碳的集氣瓶?jī)?nèi)。
�、菍⑦m量的水倒入裝有二氧化碳的礦泉水瓶中，蓋上瓶蓋，搖晃礦泉水瓶。
�、秤^察現(xiàn)象：
�、盼攵趸己螅亲痈械�?jīng)]有氣味；吸入過(guò)多會(huì)稍有不適。
�、品湃胙b有二氧化碳的集氣瓶?jī)?nèi)的小蠟燭熄滅。 ⑶搖晃水瓶后，發(fā)現(xiàn)水瓶有明顯的變扁現(xiàn)象。
�、吹贸鼋Y(jié)論：
�、哦趸际菬o(wú)色、無(wú)味的氣體。不能供給呼吸，但可用于植物的光合作用。此外它還是引起溫室效應(yīng)的原因之一。 ⑵二氧化碳不支持燃燒，因此可以用于滅火。 ⑶二氧化碳能溶于水，所以不能用“排水法”收集。
實(shí)驗(yàn)心得：
通過(guò)這次簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，使我對(duì)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)和用途有了更直觀的認(rèn)識(shí)和了解，更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為根底的學(xué)科，各種化學(xué)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于我們生活當(dāng)中。只有正確認(rèn)識(shí)存在于我們周圍形形色色的化學(xué)現(xiàn)象，就能在生活中更好地體會(huì)到科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)物質(zhì)文明的奉獻(xiàn)，同時(shí)也能更深刻地認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)的作用，從而增加社會(huì)責(zé)任感，為保護(hù)人類生存環(huán)境、節(jié)約各種資源和能源奉獻(xiàn)自己的綿薄之力。
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