“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
131
GAZLAR TARKIBIDAGI KISLORODNI ANIQLOVCHI SENSORNING
NONOKOMPOZIT MATERIALLARINING SENTIZI
Kuchkorov O.A., Erdanov F.F., Ibodova S.E.
O‘zbekiston-Finlandiya pedagogika institute
Annotatsiya:
Turli muxitlardagi kislorod miqdorini nazorati juda muxim vazifa bo‘lib uning
xal etilishiga ishlab chiqarishni qator saxalarida ixtiyoj katta. Ko’pchilik fizik kimyoviy
jarayonlarga xususan o‘ta toza moddalar ishlab chiqish texnologiyasiga kislorodning juda kam
miqdori ham ta’sir qiladi. Shuning uchun ham aniq, yuqori tezlikga ega, selektiv, texnologik
jihatdan ishlab chiqarish qulay bo‘lgan kislorodni gaz analizatorini yaratish dolzarb
vazifadir.
Kalit so’zlar:
sezgir, selektiv, gaz, kislorod, sensor, analizator, texnologiya, elektrolit,
elektrokimyoviy, konsentratsiya.
Bugungi kunda gaz sensorining gazsezgir materiallari
sifatida elektro‘tkazuvchan polimerlar
asosidagi organik-noorganik materiallar keng ishlatilmoqda. Bular ichida polianilin keng tarqalgan
bo‘lib, uning oson ishlab chiqarilishi va yarimo‘tkazgich sensorining boshqa strukturaviy
elementlari bilan mosligi sababli keng tarqalgan. Polianilinning yuzasi faol qatlamli gazsezgir
material hisoblanib, aniqlanayotgan gaz bilan tasirlashganda, adsorbsiya va desorbsiya jarayonlari
sababli o‘tkazuvchanligini o‘zgartiradi. Noorganik gazlar va organik moddalarni aniqlash uchun
polianilinni sezgir material sifatida ishlatish imkoniyati ko‘pchilik tadqiqotchilar tomonidan keng
o‘rganilgan. Bundan tashqari, Polianilinning xona haroratida ishlashi, quvvat sarfini kamaytiradi, bu
esa kichik o‘lchamli sensorlarning ishlash muddatini oshirish uchun juda qulay hisoblanadi.
Keyingi yillarda turli xil metall oksidlariga asoslangan yarim o‘tkazgichlar gaz sensorlari
uchun gazsezgir material sifatida, ayniqsa, gazlarning past konsentratsiyasini aniqlash uchun
foydalanilgan. Polianilin asosidagi kislorod sensori uchun gazsezgir material sifatida biz polianilin
hamda individual metall oksidlari SnO
2
, Ga
2
O
3
, La
2
O
3
va ularning binar aralashmalarini ishlatdik.
Galliy (III) oksidi nanozarrachalarining sintezi
Galliy Ga
2
O
3
nanozarachalarini olish uchun 1 g galliy nitrat (Ga(NO
3
)
3
20 ml suvda eritildi va
olingan eritma magnitli mishalka yordamida kuchli aralashtirilgan holda tomchilatib 20 ml 10 % li
ammoniy gidroksid erimasi qo‘shildi, hosil bo‘lgan oq rangli cho‘kmali suyuqlik ehtiyotkorlik bilan
dekantatsiya qilib olindi.
Ga
2
O
3
nanozarachalarini olish uchun olingan cho‘kma 24 soat davomida havoda 100°C
haroratda quritildi, va quritilgan namuna 500-600°C haroratda 3 soat davomida ishlov berildi.
Qalay (IV) oksidi nanozarrachalarining sintezi
SnO
2
nanozarrachalarini olish uchun zol-gel usulidan foydalandik. Ushbu usulda 1M kraxmal
eritmasiga
0,1M SnCl
4
·H
2
O solindi va hosil bo‘lgan aralashma yarim soat davomida aralashtirildi
So‘ngra doimiy aralashtirib turgan holda aralashmaga 0,2 M ammiak eritmasi qo‘shildi 3 soat
davomida aralashtirildi, co‘ngra eritma 24 soat saqlandi. So‘ngra cho‘kmali suyuqlik ehtiyotkorlik
bilan dekantatsiya qilib olindi va qolgan eritma 10 daqiqa davomida sentrifuga qo‘yildi va keyin
filtrlandi.
SnO
2
cho‘kmasi nanozarrachalaridan qo‘shimcha mahsulotlar va ortiqcha kraxmalni olib
tashlash uchun distillangan suv bilan yuvib olindi. Mahsulot bir kecha 80
o
C haroratda issiq havo
RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL
132
pechida quritildi. So‘ngra olingan kukun 600
o
C da pechda 6 soat davomida nanokristalli SnO
2
olish
uchun ishlov berildi [129; 393-398 b].
Kislorod sensori uchun polianilin va metall oksidi asosida gaz sezgir plyonkalar sintezi
Kislorodni aniqlovchi sensor uchun polianilin- SnO
2
-
Ga
2
O
3
- (PANI/ SnO
2
- Ga
2
O
3
) tarkibli
gazsezgir plyonkalarni olish.
Sintezlangan SnO
2
nanozarrachalari turli mol nisbatlarda SnO
2
:
Ga
2
O
3
(5:95, 10:90, 15:85, 20:80, 25:85 va 30:70) eritmasini olish uchun Ga
2
O
3
nanozarrachalari
bilan aralashtirildi. So‘ngra, PANI (SnO
2
- Ga
2
O
3
) kompozit eritmasiga 2-PANI+1(SnO
2
- Ga
2
O
3
)
(3:2) nisbatida (og‘irlik) qo‘shildi va mos ravishda PANI/(xSnO
2
- u Ga
2
O
3
) sifatida belgilab olindi.
Olingan kompozit eritmalar shisha substratga joylashtirilib, barcha namunalar uchun 300 nm
yupqa plyonka qalinligini saqlab qolindi. Prekursorni bug‘lantirish uchun tayyorlangan plyonkalar
100
0
C haroratda piroliz jarayoni o‘tkazildi. Keyin, tayyorlangan plyonkalar 3 soat davomida 200
0
C da termo ishlov berish orqali barqarorlashtirildi.
1.-rasm.
PANI/SnO
2
+Ga
2
O
3
nanokompozitining IQ spektri
Sensorning signalini gazsezgir materialdagi SnO
2
:Ga
2
O
3
oksidlari nisbatiga bog‘liqligi n=5,
P=0,95.
T/r
Sensorning
gazsezgir
materialini
tarkibi
Sensor signali, mV
x±Δx
S
Sr*10
2
1.
PANI
2±0,1
0,09
0,08
2.
PANI/(95% SnO
2
:5% Ga
2
O
3
)
12±0,3
0,25
0,58
3.
PANI/(90% SnO
2
:10% Ga
2
O
3
)
14±0,7
0,58
0,94
4.
PANI/(85% SnO
2
:15% Ga
2
O
3
)
17±0,6
0,48
0,65
5.
PANI/(80% SnO
2
:20% Ga
2
O
3
)
25±0,7
0,58
0,71
6.
PANI/(75% SnO
2
:25% Ga
2
O
3
)
22±0,8
0,66
0,75
7.
PANI/(70% SnO
2
:30% Ga
2
O
3
)
20±0,9
0,74
0,91
Turli mol nisbatlardagi SnO
2
:Ga
2
O
3
asosida tayyorlangan sensorlarning kislorodga sezgirligini
tajriba natijalaridan (3.2-jadval) tarkibi PANI/(80%SnO
2
:20%Ga
2
O
3
) dan iborat bo‘lgan sensorning
aralashmadagi 10% kislorodga signali eng yuqori qiymatga (25 mV) ega ekanligini ko‘rishimiz
mumkin.
“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
133
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. Lipnin Yu.A. Tvyordoelektrolitniy gazoanalizator kisloroda v otxodyashix dimovix gazax:
Dis… kand. texn. nauk. –Angarsk: 2002. -11-12 s.
2.Amannazarov A.A., Sharnopolskiy A.I. Metodi i pribori dlya opredeleniya kisloroda
(gazoviy analiz). – M.: Ximiya, 1988. – 307 s.
3.Nikolskaya Ye. Yu. Portativnie elektroximicheskiye sensori dlya gazovogo analiza.
Sovremennoye sostoyaniye voprosa na Zapade. // Nauch.-texn. vestn. SPbGU ITMO, 2004. -№15. -
S. 237-241.
4.Zhou Z., Qiao L., Zhang P., Xiao D., Choi M.M.F. An optical glucose biosensor based on
glucose oxidase immobilized on a swim bladder membrane // Jour. Anal. and Bioanal. Chem. 2005.
-№ 4 (383). -R. 673-679.
5.Fujiwara Y., Amao Y. Optimising oxygen-sensitivity of optical sensor using pyrene
carboxylic acid by myristic acid co-chemisorption onto anodic oxidized aluminium plate // Jour.
Talanta. 2004. -№ 3 (62). -R.655-660.
6.Bharathibai J.B., Thirumurugan A., Dinesh A.R., Anandan C., Rajam K.S. Optical oxygen
sensor coating based on the fluorescence quenching of a new pyrene derivative // Jour. Sens. and
Actuators. B. 2005. -№ 1 (104). -R. 15-22.
7.Gillanders R.N., Tedford M.C., Crilly P.J., Bailey R.T. Thin film dissolved oxygen sensor
based on platinum octaethylporphyrin encapsulated in an elastic fluorinated polymer // Anal. chim.
acta. 2004. -№ 1 (502). -R.1-6.
8.GOST 26449.3-85. Metodi ximicheskogo analiza solenix vod i distillyata na soderjaniye
gazov.
9.Fernandez-Sanchez J.F., Cannas R., Spichiger S., Steiger R., Spichiger-Keller U.E. Novel
nanostructured materials to develop oxygen-sensitive films for optical sensors // Anal. chim. Acta.
2006. -№ 2 (566). -R. 271-282.
10.Campbell A., Uttamchandani D. Optical dissolved oxygen lifetime sensor based on sol-gel
immobilisation // IEE Proc. Sci., Meas. and Technol. 2004. -№ 4 (151). -R. 291-297.
11.Mei Z., Xidong W., Fuming W., Wenchao L. Oxygen sensitivity of nano-CeO
2
coating
TiO
2
materials // Sens. and Actuators B. 2003. -№1-2 (92). -R. 167-170.
12.Koo Y-E.L., Cao Y., Kopelman R., Koo S.M., Brasuel M., Philbert M.A. Real-time
measurements of dissolved oxygen inside live cells by organically modified silicate fluorescent
nanosensors // Anal. Chem. 2004. -№ 9 (76). -R. 2498-2505.
13. Patent Germaniya. G 01 N 27/404. Sposob i ustroystvo dlya temperaturnoy kompensatsii
amperometricheskix sensorov, snabjennix membranoy // Data podachi zayavki: 16.08.2003, Data
publikatsii zayavki: 10.03.2005.
14.Constantinescu L.M., Diaconescu M. Electrochemical oxygen diffusion processes in the
potentiometric sensors for automotive-type electronic exhaust gases control // Politehn. -Univ.
Bucharest., Sci. Bull. B 2004, -№ 1. v.66, -R. 73-82.
15.Patent Germaniya. G 01 № 27/403. Gasmessfuhler / Weyl H., Diehl L., Schaak A. // Data
podachi zayavki: 21.08.2003. Data publikatsii zayavki: 24.03.2005.
16.Patent Germaniya. G 01 № 27/403. Vergiessbarer Gassensor und Vergussverfahren dafur
// Data podachi zayavki: 24.06.2003, Data publikatsii zayavki: 13.01.2005.
