Gassensor-Detektionsmechanismen für Schwelgase von PA-Granulat und PET- Fasern

Abstract

Es wird die Reaktion halbleitender Metalloxidsensoren auf thermische Abbaukomponenten und Verbrennungsprodukte polymerer Kunststoffe untersucht. Als gasensitive Schichten kommen Zinndioxidschiten und Wolframtrioxidschichten zum Einsatz. Die Analyse der thermischen Abbaukomponenten erfolgt mittels Gaschromatographie - Massenspektrometrie (GC-MS). Zur Untersuchung der Sensorreaktion auf die organischen Abbaukomponenten wird eine Methode verwendet, die ein GC-MS-System mit einem Array aus Halbleitergassensoren kopppelt. Das System ist so ausgelegt, dass die in der GC-Säule aufgetrennten Analyten zeitgleich das Massenspektrometer und die Sensoroberfläche erreichen. Untersucht wird der Zusammenhang zwischen Gasmolekülstruktur, bzw. Gasmolekülmasse und Signaländerung des Sensors. Es wird festgestellt, dass die untersuchten Sensorschichten selektiv auf bestimmte Verbindungsklassen reagieren. Zur Erklärung dieses Verhaltens wird der Einfluss von Säure- Base-Eigenschaften des Metalloxids und die Oxidierbarkeit des Gasmoleküls herangezogen. Die Untersuchungen werden exemplarisch an Polyamid und Polyethylenterephtalat durchgeführt. The response of metall oxide gassensors on thermal decomposition products of polymers is inverstigated. As gas sensitive material tin dioxide and tungsten trioxide layers are used. Analysis of the thermal decomposition products takes place by means of gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). For investigating the sensor response a technique is applied, that combines a common gas chromatographic system with an array of semiconducting gas sensors. The system is designed in order to attain a simultaneous arrive of the analytes on the sensor surface and in the mass spectrometer. The correlation of gas molecule structure resp. gas molecule mass and the sensor response is studied. The tested sensor layers show a selective response on certain chemical compound classes. This behaviour is discussed by comprising the acidity-basicity of the sensor surface and by comprising the reactivity of the gas molecule. The investigations are carried out for Polyamide and Polyethylenterephtalate.