Abstract
Porous carbon nanofibers were prepared as a gas sensor electrode to study the $CO_2$ sensing property based on effects of porosity and introduced amine functional groups. Electrospun fibers were obtained by using electrospinning method with polyacrylonitrile precursor and they were treated by the thermal treatment and chemical activation. Amine functional groups were introduced by the liquid state treatment using diethylenetriamine. The specific surface area increased up to $2000m^2/g$ by the chemical activation. The Introduced amine functional group was identified using FT-IR spectroscopy. $CO_2$ gas sensing property was improved as four folds via introduced amine functional groups on the activated carbon nanofiber. In conclusion, the gas sensing property was improved based on the developed porosity by the chemical activation and the chemical attraction of $CO_2$ gas by introduced functional groups.
다공성 탄소나노섬유의 아민 작용기에 따른 $CO_2$ 가스 감응특성을 고찰하고자, 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유 기반 $CO_2$ 가스센서를 제조하였다. Polyacrylonitrile를 전구체로 하여 전기방사법을 통해 나노섬유를 제조하였으며, 열처리 및 화학적 활성화 공정, 그리고 Diethylenetriamine 액상처리법을 통하여 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유를 제조하였다. BET 비표면적 분석결과, 화학적 활성화법에 의해 최대 $2000m^2/g$까지 탄소나노섬유의 비표면적이 향상됨을 확인하였으며, FT-IR 분광법을 통해 아민 작용기의 도입을 확인하였다. 아민 작용기가 도입된 가스센서의 $CO_2$ 가스 감응특성은 다공성 탄소섬유 기반 가스센서에 비해 약 4배 향상됨을 확인하였다. 결과적으로 화학적 활성화법에 의해 발달된 기공특성과 아민작용기 도입에 따른 화학흡착 유도에 의하여 감응특성이 향상되었음을 확인하였다.