浅析导电聚苯胺传感器对船舶封闭式组合电器中SF6分解组分的气敏特性研究
导电聚苯胺
导电聚苯胺的研究进展摘要简要介绍了聚苯胺的结构、性能及其导电机理。
叙述了其作为一种新型高分子导电材料在防腐涂料、电磁屏蔽以及生物医学领域中的应用前景。
最后了讨论聚苯胺在研发过程中的主要难题，并介绍了其工业化发展动态。
前言在20世纪中发展起来的功能高分子中，导电高分子是最突出的代表之一。
20世纪70年代以前，人们一直将高分子材料作为绝缘材料来使用，直到日本东京大学白川英澍试验室所合成的聚乙炔薄膜被研究证实具有较高的导电性。
这一发现，立即在科学界和技术界产生了巨大的影响和冲击，从此导电高分子材料在全世界被广泛研究并取得了重大进展。
在已发现或合成的导电高分子材料当中，聚苯胺是最具应用价值的品种之一，其密度仅为1.1g/cm3，兼具金属的导电性和塑料的可加工性及金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能。
同时还具有溶液加工性，能与其它树脂进行掺和，其电导率可以通过化学或电化学方法来加以调节，可广泛应用于电子化学、船舶工业、石油化工、国防等诸多领域。
一、聚苯胺的结构与性能聚苯胺（PANI）是一种化学稳定性较好的共轭聚合物。
1984年，MaeDiarmid首先提出了PANI的结构式（见图1），并报道了聚苯胺的质子酸掺杂，即通过化学氧化或电化学氧化所合成的固体聚苯胺，同酸反应后导电率提高大约10个数量级，达到5～200S/cm，再同碱反应，又回到绝缘状态。
之后，王佛松等还发现聚苯胺也象其它的导电高分子一样，能够进行氧化还原掺杂。
其结构中包括还原结构单元和氧化结构单元，依两单元所占比例不同，PANI可有三种极端形式，即全还原态(y=l)、全氧化态(y=0)和中间氧化(y=0.5)，各态之间可以相互转化。
与其它聚会物相比，聚苯胺具有以下特点：①结构多样化。
试验发现不同的氧化-还原态的聚苯胺对应于不同的结构，其颜色和电导率也相应发生变化：完全还原的聚苯胺不导电，为白色，主链中个重复单元间不共轭，经氧化掺杂后，得到Emeraldine碱，呈蓝色，不导电，如果Emeraldine碱完全氧化，则得到Pernigraniline碱，不能导电；②特殊的掺杂机制。
聚苯胺导电性能的研究进展
自1984年MacDiarmid 在酸性条件下，由苯胺单体聚合所得的导电性聚苯胺至今，聚苯胺成为现在研究进展最快的导电聚合物之一。
其原因在于聚苯胺具有以下诱人的独特优势：合成简单，良好的环境稳定性，独特的掺杂现象，电化学性能、潜在的溶液和熔融加工等性能。
聚苯胺被认为是最有希望在实际中得到应用的导电高分子材料。
以导电聚苯胺为基础材料，目前正在开发许多新技术，例如电磁屏蔽技术、抗静电技术、全塑金属防腐技术、电致变色、传感器元件和隐身技术等。
1、聚苯胺的结构与其导电机理聚苯胺是典型的有机导电聚合物，是一种具有金属光泽的粉末，聚苯胺可以看做是苯二胺和醌二亚胺的共聚基金项目：渭南师范学院研究生项目（09YKZ2018）聚苯胺导电性能的研究进展刘展晴 渭南师范学院化学化工系 ７１４０００物。
高分子材料能导电，必须具备两个条件，要能产生足够数量的载流子(电子、空穴或离子等)，以及大分子链内和链间要能形成导电通道。
聚苯胺属于共轭结构型导电聚合物。
其导电机理与金属和半导体均不同，而这类共轭型导电聚合物的载流子是“离域”p-电子和由掺杂剂形成的孤子、极化子、双极化子等构成。
聚苯胺的电活性源于分子链中的π电子共轭结构：随分子链中π电子体系的扩大，π成键态和π*反键态分别形成价带和导带, 这种非定域的π电子共轭结构经掺杂可形成P 型和N 型导电态。
聚苯胺在掺杂中，由于掺杂的质子酸分解产生H +和对阴离子(如Cl -、SO 42-等)进入主链,与胺和亚胺基团中N 原子结合形成极子和双极子离域到整个分子链的π键中 ,从而使聚苯胺呈现较高的导电性。
2、聚苯胺的导电性2.1 不同类型的酸掺杂对聚苯电导率的影响自MacDiarmid 在酸性条件下聚合苯胺单体获得具有导电性聚合物以来，在国内外广受关注。
聚苯胺具有独特的掺杂机制，研究表明：用酸性较强无机酸掺杂时，电导率高；酸性弱时，相应的电导率降低。
但同时也发现无机酸掺聚苯胺其溶解性差，为了解决此问题。
导电聚苯胺
石墨烯/聚苯胺纳米复合材料导电性能的研究及其应用摘要：本文从单相聚苯胺到石墨烯/聚苯胺纳米材料的复合分析了三个课题组的研究工作，并概括总结了每个课题组的工作意义和优缺点，通过引入石墨烯，利用其良好的导电性及其较高的比表面结和稳定性来改善单相聚苯胺的性能不足的缺陷，从而改善了聚苯胺电容量的和电导率。
关键词：聚苯胺，石墨烯/聚苯胺，比表面积，稳定性Abstract:in this paper, from a single aniline tographene/polyaniline composite analysis of the three group of nanomaterials research work, and each team work significance are summarized and advantages and disadvantages, with the introduction of graphene, use of its good conductivity and high specific surface junction and stability to improve the performance of the single together aniline defects, thus improving the polyaniline capacitance and conductivity.Together in this paper, from a single aniline to graphene/polyaniline composite analysis of the three group of nanomaterials research work, and each team work significance are summarized and advantages and disadvantages, with the introduction of graphene, use of its good conductivity and high specific surface junction and stability to improve the performance of the single together aniline defects, thus improving the polyaniline capacitance and conductivity.Key words: polyaniline, graphene/pani, specific surface area,stability一．前言20世纪70年代末期，首次发现了导电聚合物聚乙炔(PA)，打破了聚合物都是绝缘体的传统观念。
聚苯胺导电性能的研究进展
聚苯胺导电性能的研究进展聚苯胺是一种导电高分子材料，具有良好的电导率和机械性能，具有广泛的应用前景。
随着导电高分子领域的发展，对聚苯胺导电性能的研究也在不断深入。
本文将对聚苯胺导电性能的研究进展进行综述。
首先，研究人员通过改变聚苯胺的合成方法来提高其导电性能。
传统的合成方法不能够得到具有高导电性的聚苯胺，因此，人们开始使用一种新的合成方法，即化学氧化聚合法。
这种方法在聚苯胺的合成过程中添加一些氧化剂，可以显著提高聚苯胺的导电性能。
此外，研究人员还尝试了其他一些改进方法，如在聚合过程中添加一些共聚物和掺杂剂，使聚苯胺形成导电网络结构，提高导电性能。
其次，研究人员通过掺杂材料来改善聚苯胺的导电性能。
人们发现，将聚苯胺与一些含氮杂原子的化合物进行复合掺杂可以显著提高聚苯胺的导电性能。
这些杂原子具有额外的电子，可以吸引导电载流子，从而增强聚苯胺的导电性能。
常见的掺杂材料包括聚苯胺衍生物、有机酸、染料等。
此外，研究人员还研究了聚苯胺薄膜在导电性能方面的应用。
聚苯胺薄膜具有优异的导电性能和机械性能，可以用于制备导电传感器、导电薄膜电极等。
研究人员还通过改变聚苯胺薄膜的制备条件来调控其导电性能，如薄膜的厚度、掺杂材料的浓度等。
最后，研究人员还通过改变聚苯胺材料的结构来提高其导电性能。
近年来，人们发现通过调控聚苯胺的形貌结构，如纳米颗粒、纳米线等，可以显著提高聚苯胺的导电性能。
这是因为纳米结构具有高比表面积和更多的界面，有利于导电载流子的传输。
总之，随着导电高分子领域的不断发展，聚苯胺导电性能的研究也在不断深入。
研究人员通过改变聚苯胺的合成方法、掺杂材料、构筑薄膜结构等方法来提高聚苯胺的导电性能。
随着研究的深入，聚苯胺导电材料在电子器件、传感器、柔性电子等领域的应用将得到进一步拓展。
聚苯胺膜在还原过程中的电性质变化与气敏性能之间的关系
华中科技大学博士学位论文摘要研究聚苯胺膜氧化还原过程中电性质变化是共轭导电聚合物材料领域的一个基础性课题。
然而，由于这一过程的复杂性，尽管国内外学者提出了许多理论模型试图圆满解释这一现象，虽然得出了一些定性结论，却始终无法进行定量描述。
本论文采用改进的双阶跃方法研究聚苯胺膜在还原过程中的电性质变化。
研究发现，主体膜电容与电阻随还原时间延长和/或还原电位负移而变化，并且在还原阶段计时电流曲线中出现了肩峰，这表明聚苯胺膜为两阶段还原过程。
在吸收输渗理论模型与电化学激励构型松弛理论模型优点的基础上，提出一种改进的异相模型，并运用该理论模型较满意地解释了上述实验结果。
这种新模型克服了上述两种模型可能遇到的困难，不仅能定量解释聚苯胺膜在还原过程中的电性质变化，还能合理描述聚苯胺膜还原过程中膜内两相分离的产生与发展及其对膜电性质的影响。
利用改进的双阶跃方法研究了在乙腈溶液中，聚苯胺还原过程中膜电阻与注入膜内还原电量之间的相互关系，并探讨了不同掺杂剂对该过程的影响。
膜电阻与还原电量间关系表现为S-型曲线。
基于本论文提出的异相模型中建立的数学模型，可以求得聚合物电还原过程的临界还原电量Q c，Q c的物理意义为聚苯胺膜内形成连续的部分还原相所需要的最小还原消耗电量。
实验结果表明，掺杂阴离子对Q c值的大小有很大的影响，用十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺膜相对用高氯酸掺杂的聚苯胺膜具有更小的Q c；当膜内注入的还原电量大于Q c时，导电聚苯胺膜电阻将显著增加。
因此，Q c越小表示聚苯胺膜对还原（或脱杂）越灵敏，这预示着十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺膜对碱性或还原性气体有更良好的敏感能力。
使用概念传感器，我们证实了十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺膜传感器相对高氯酸掺杂的聚苯胺膜对低浓度氨气的响应更高。
最后，我们采用一种动电位扫描来调整聚苯胺的链结构，并在乙腈溶液中观察到一种独特的循环伏安行为。
当电位扫描在一较窄的电位窗口内（对应于乙腈溶液中的聚苯胺在完全还原态与中间氧化态间转换的第一对氧化还原峰），在循环伏安图中，表示聚苯胺由完全还原态转变为中间氧化态的阳极峰发生了分裂。
导电材料聚苯胺
导电材料聚苯胺的最新研究进展周光举，李青山，徐明双（燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，秦皇岛 066004）摘要 介绍了聚苯胺的结构、导电机理；综述了国内外有关导电聚苯胺，如聚苯胺纳米纤维、聚苯胺复合材料、水溶性聚苯胺、聚苯胺导电薄膜、聚苯胺纳米管的制备方法以及导电聚苯胺在电磁屏蔽材料、吸波材料、电致变色材料、防腐材料、电极材料等领域的应用，并指出了聚苯胺应用方面存在的问题以及解决问题的方法和建议。
关键词 纳米技术 综述 聚苯胺 应用 制备方法Polyaniline Conductive Material on the Latest ProgressZHOU Guangju, LI Qingshan, XU Mingshuang(Metastable Materials Science & Technology of SKL,Yanshan University, Qinhuangdao 066004)Abstract In this paper the PAn structure, conducting mechanism are introduced, the relevant domestic and internationalpreparation methods of conductive PAn, such as PAn nanofibers, PAn composite materials, water-soluble PAn, conductive film PAn , PAn nanotubes are reviewed,and conducting PAn used as electromagnetic shielding materials, absorbing materials, electrochromic materials, anti-corrosion materials, the electrode materials in various fields are introduced also. The existing problems of the application are point out and the possible solutions and recommendations are proposed.Key words nanotechnology, review, PAn, application, preparation methods聚苯胺(PAn)是目前研究最为广泛的导电高分子材料之一，具有原料易得、合成简便、耐高温及抗氧化性能良好等优点，是目前公认的最具有应用潜力的导电高分子材料之一。
SF6分解组分的气体传感器检测方法综述
绝缘材料 2024,57(3)蒋庆明等： SF 6分解组分的气体传感器检测方法综述SF 6分解组分的气体传感器检测方法综述蒋庆明1a ， 张艳妹1a ， 王明祥1b ， 李洨雨1b ， 徐敏2， 贾鹏飞1a（1.广西大学 a.电气工程学院；b.广西电力装备智能控制与运维重点实验室，广西 南宁 530004；2.西华大学 食品与生物工程学院，四川 成都 610039）摘要：填充六氟化硫（SF 6）的电气设备内部存在绝缘缺陷时可能发生过热或放电，迫使SF 6分解产生一些特定的气体副产物。
通过检测这些副产物的种类和浓度，可以判断电气设备中是否存在绝缘缺陷以及缺陷的类型和严重程度。
气体传感器作为气体检测的重要工具，在绝缘缺陷的气体检测法中受到了越来越多的关注。
本文重点回顾了使用气体传感器检测SF 6分解产物的方法，介绍了SF 6解离过程和特征气体的生成路径，详细阐述了用于SF 6分解特征气体检测的传感器气敏原理和优缺点；重点讨论了利用特征气体信息诊断绝缘缺陷的算法，并展望了通过传感器检测气体分解组分方法诊断绝缘缺陷的发展方向。
关键词：六氟化硫；气体组分分析法；绝缘缺陷；气体传感器；金属氧化物半导体中图分类号：TM213 DOI :10.16790/ki.1009-9239.im.2024.03.001Review of gas sensor detection methods for SF 6 decomposition componentsJIANG Qingming 1a , ZHANG Yanmei 1a , WANG Mingxiang 1b , LI Xiaoyu 1b , XU Min 2, JIA Pengfei 1a(1. a. School of Electrical Engineering; b. Guangxi Key Laboratory of Intelligent Control andMaintenance of Power equipment, Guangxi University, Nanning 530004, China; 2. College of Food Science and Bioengineering, Xihua University, Chengdu 610039, China)Abstract: Electrical equipment filled with sulfur hexafluoride (SF 6) may experience overheating or discharge when there are internal insulation defects, which will cause SF 6 to decompose and produce some gaseous by-products. By testing the type and concentration of these by-products, we can determine whether there were insulation defects in electrical equipment and the type and severity of these defects. As an important tool of gas detection, gas sensor had been paid more and more attention in the gas detection method of insulation defects. In this paper, the method of detecting SF 6 decomposition products by using gas sensor was reviewed, the dissociation process of SF 6 and the generation path of characteristic gas were introduced, and the gas-sensitive principle, advantages, and disadvantages of the sensor used for detecting SF 6 decomposition characteristic gas were described in detail. The algorithm for diagnosing insulation defect using characteristic gas information was mainly discussed, and the development direction of using sensors to detect gas decomposition components for insulation defect diagnosis was prospected.Key words: SF 6; gas component analysis method; insulation defect; gas sensor; metal oxide semiconductor0 引 言六氟化硫（SF 6）因其良好的绝缘性能，常被用于气体绝缘组合电器（gas insulated switchgears ，GIS ）中[1]。
211064115_聚苯胺
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 3 期聚苯胺/碳纳米管气敏材料的研究进展薛博，杨婷婷，王雪峰（太原理工大学安全与应急管理工程学院，山西 太原 030024）摘要：聚苯胺具有良好的氧化还原性和环境稳定性以及优异的导电性，是一种良好的气敏材料。
但是聚苯胺的共轭离域结构使其在中性和碱性环境中的应用受到制约。
碳纳米管具有比表面积大、可在常温下表现出对于不同气体良好的吸附能力的特点，但是单纯的碳纳米管对气体的吸附选择性较差。
文章主要介绍了采取金属、金属氧化物或者聚合物掺杂等不同手段改性的聚苯胺、碳纳米管以及聚苯胺/碳纳米管复合材料分别作为气敏材料的气敏性能及气敏机理的研究进展，得出经过改性的聚苯胺/碳纳米管复合材料具备更加优良的气敏特性，但也指出存在复合材料各部分协同作用机理尚不明确，除氨气外其余气体的气敏反应机理研究较少的问题，提出未来应进一步探索复合材料气敏反应机理与复合材料各部分的协同作用机制，设计出所需要材料的分子结构，进而有针对性地对聚苯胺和碳纳米管进行功能化掺杂，合成优良的复合气敏材料。
关键词：聚合物；纳米材料；复合材料；聚苯胺；碳纳米管；改性；气敏性能；气敏机理中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）03-1448-09Research progress of polyaniline/carbon nanotube gas sensing materialsXUE Bo ，YANG Tingting ，WANG Xuefeng(School of Safety and Emergency Management Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China)Abstract: Polyaniline has the advantages of good redox properties, environmental stability and excellent electrical conductivity, and thus polyaniline is a good gas-sensing material. However, the conjugated delocalized structure of polyaniline restricts its application in neutral and alkaline environments. Carbon nanotubes have the characteristics of large specific surface area and can show good adsorption capacity for different gases at room temperature, but simple carbon nanotubes have poor adsorption selectivity to gases. This paper mainly introduces the gas-sensing properties and gas-sensing mechanism of polyaniline, carbon nanotubes and polyaniline/carbon nanotube composites modified by different means such as metal, metal oxide or polymer doping as gas-sensing materials. The research progress shows that the modified polyaniline/carbon nanotube composite material has better gas-sensing properties, but it is also pointed out that the synergistic mechanism of each part of the composite material is not clear, and there are few studies on the gas-sensing reaction of other gases except ammonia gas. It is proposed that in the future the gas-sensing reaction mechanism of the composite material and the synergistic mechanism of each part of the composite material should be further explored, the molecular structure of the required material should be designed, and then the function of polyaniline and carbon nanotubes should be综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0787收稿日期：2022-04-29；修改稿日期：2022-05-27。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅析导电聚苯胺传感器对船舶封闭式组合电器中SF6分解组分的气敏特性研究龙方宇1，杨 栋1，许 毅1，赵 鹏2(1. 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，云南 昆明 650000；2. 华北电力大学 环境科学与工程系，河北 保定 071000)摘要: 船舶封闭式组合电器将电力系统变电站的断路器、互感器、母线等部件有机的组合成一个整体，是船舶的重要组成部分。
六氟化硫具有良好的绝缘性能和灭弧性能，经研究发现，SF6在常温下具有良好的化学稳定性，常常作为绝缘介质应用在船舶封闭式组合电器中。
然而，随着电器运行年限的增加容易导致局部放热，进而导致SF6气体发生分解，其分解气体与水蒸气及氧气发生化学反应，生成H2S，SO2等气体。
聚苯胺材料是一种具有导电性能的高分子材料，常作为导电介质应用在传感器上，导电聚苯胺传感器对SF6分解组分的检测具有高度灵敏性，有助于提高船舶封闭式组合电器的寿命。
关键词：SF6；传感器；导电聚苯胺；气敏性中图分类号：U665.26 文献标识码：A文章编号： 1672 – 7649(2018)1A – 0117 – 03 doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2018.1A.039Gas-Sensing characteristics of decomposition components in ship enclosed combinatorial con-ductors with conductive polyaniline sensorsLONG Fang-yu1, YANG Dong1, XU Yi1, ZHAO Peng2(1. Test and Maintenance Center of CSG EHV Transmission Company, Kunming 650000, China; 2. School of Environmental Scienceand Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071000, China)Abstract: Ship closed modular electrical substation circuit breakers, transformers, buses and other components of a combination of organic, is an important part of the ship. Sulfur hexafluoride has good insulation properties and arc extin-guishing properties, the study found that at room temperature with good chemical stability, often used as an insulating medi-um in marine enclosed electrical appliances. However, as the operating life of the electrical equipment increases, it is easy to cause local exotherm, which in turn causes the gas to decompose. The gas decomposes chemically with water vapor and oxy-gen to generate gas. Polyaniline is a conductive polymer material, often used as a conductive medium on the sensor, conduct-ive polyaniline sensor detection of decomposition components with high sensitivity, help to improve the life of marine en-closed electrical appliances.Key words: sulfur hexafluoride；sensor；conductive polyaniline；gas sensitivity0 引 言船舶封闭式组合电器的应用对改善船舶电力系统自动化水平，提高安全性能有重要的作用。
本文主要针对船舶封闭式组合电器的六氟化硫绝缘介质进行研究，并将导电聚苯胺传感器应用于组合电器的分解组分特性研究。
纯净的六氟化硫是一种化学性质稳定的无毒气体，一般情况下不与其他物质发生化学反应。
具有良好的灭弧性能[1]和绝缘性能[2]，因此常常作为绝缘介质应用在船舶封闭式组合电器设备中。
而电器设备中的六氟化硫与电弧发生相互作用会发生分解反应生成氟-氧-硫化合物。
分解气体能与空气中的水分子发生如下所示的化学反应：第40 卷 第 1A 期舰 船 科 学 技 术Vol. 40, No. 1A 2018 年 1 月SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY Jan. , 2018收稿日期: 2017 – 11 – 10作者简介: 龙方宇(1987 – )，男，工程师，研究方向为高电压技术。
反应产生的氢氟酸是一种具有腐蚀性的强酸[3]，对电器设备的其他器件会有腐蚀作用。
因此，以六氟化硫作为绝缘介质的电器应该定期更换并且进行回收。
气体传感器[4]是传感器领域中的重要组成部分，利用气敏材料感知环境中的某种气体含量，将其转化成电信号从而达到预测的目的。
1 SF6分解组分的种类及危害电器设备中的六氟化硫（SF6）分解气体主要有HF，SF2，S2F10，SOF2，SOF4及SO2等。
分解气体与水反应产生的氢氟酸以及其他气体对电器的绝缘部件有严重的腐蚀作用，使其绝缘性能降低，容易引发安全隐患。
同时，六氟化硫（SF6）的分解气具有一定的毒性，因此，电器车间中六氟化硫分解气体残余量要有一定的界限。
一般情况下六氟化硫（SF6）的化学性质稳定，但温度超过700℃便会发生分解。
在船舶电器设备中电弧作用下分解速度会加快。
六氟化硫电器设备的绝缘材料一般采用环氧树脂、聚四氟乙烯聚合物、玻璃纤维[5]等，这些绝缘材料对六氟化硫（SF6）具有一定的吸附作用，使其气体分子渗透到树脂内部发生溶胀作用，同时，绝缘树脂内部的六氟化硫分子具有一定的导电性，会破坏绝缘材料的绝缘性。
反应生成的氢氟酸与玻璃纤维中的二氧化硅发生反应生成四氟化硅，进一步反应生成H2SiF6。
2 聚苯胺传感器的概述及合成方法传感器法对六氟化硫（SF6）气体分解组分的测定是众多测定方法中应用最广泛的一种，将气体浓度转换成电信号，通过分析获得相应的数值。
气体传感器法简单高效，具有十分广阔的应用前景。
传感器种类非常多，目前应用较为广泛的有接触式聚苯胺传感器和半导体聚苯胺传感器[6]。
聚苯胺材料分为本征聚苯胺、掺杂态聚苯胺。
其分子结构如图1所示。
在以上结构中，聚苯胺分子单元分为还原单元和氧化单元，在还原单元是以苯环-胺-苯环方式连接，氧化单元中是以苯-醌方式连接。
调节2种单元的比例可得到不同性能的聚苯胺化合物。
随着y值的变化，聚合物的电导率会发生变化，y值越高，氧化率越低，其中，y=0时，为最高氧化态；y=1时，为完全还原形。
其结构式如图2所示。
图2（a）是y=0时的结构图，为最高氧化态；图2（b）是y=1时的完全还原形。
掺杂聚苯胺化合物分子的合成策略如下所示：本文以盐酸为质子酸，并利用化学氧化聚合法进行合成。
苯胺在空气中长期存放极易被氧化为硝基苯，因此，反应之前要通过蒸馏操作进行提纯，取0.1 mol新蒸的苯胺溶于50 ml HCl（浓度为1 mol/L）中，之后加入0.1 mol的过硫酸胺，将溶解有苯胺的盐酸溶液放在超声搅拌器中搅拌，在搅拌状态下向其加入APS水溶液，要在30 min内加完。
反应体系要浸入0~5 ℃的冰水域中，反应8 h后结束。
反应结束后用减压旋蒸进行减压抽滤，之后用去离子水和95%的乙醇反复冲洗，直至无色；将聚合物放在烘箱中60 ℃下干燥24 h，之后将产物研磨，即可得到掺杂聚苯胺化合物。
3 导电聚苯胺传感器对气体的测定原理3.1 导电聚苯胺传感器的结构及测定方法目前，船舶封闭式组合电器中应用较为广泛的传感器主要有：平面叉指电极式、表面声波式等，其中应用最为流行的是平面叉指电极式，与其他的传感器相比平面叉指电极式传感器具有制备工艺简单、稳定性好、灵敏度高等优点。
其测定结构示意图如图3所示。
气敏性测定实验开始之前要先测定装置的气密性，首先打开出气阀、关闭进气阀，然后利用真空泵将体系中的空气抽干，之后关闭出气阀，最后，隔一段时间之后观察传感器内部的真空度，若真空度无变化说明体系气密性符合实验要求。
待气敏性检测合格图 1 聚苯胺分子结构图Fig. 1 Polyaniline molecular structure图 2 不同y值下的聚苯胺结构图Fig. 2 The polyaniline structure diagram of different y values · 118 ·舰 船 科 学 技 术第 40 卷之后，将测量体系与电化学分析仪相连接，之后开启计算机系统，检测传感器中的电阻变化，待电阻值稳定后记录下此时的示数R 0；之后通入六氟化硫分解气体，此时，电化学分析仪的示数会发生变化，待示数稳定并在数分钟内不变时记录此时的电阻值R 。
测量结束后先关闭进气阀，利用真空泵将体系中的气体抽干，再通入氮气，进行脱吸附处理。
然后依次对其他气体进行测量。
本文采用电阻率S 来定义传感器的灵敏度[7]。
式中：R 0为没有通气体之前得到的电阻值；R 为通入SF 6分解气之后得到的电阻值。
∆R 为两者之间的电阻差值。
3.2 气敏特性及选择性研究分别测量H 2S 浓度为10 μl/L ，25 μl/L ，50 μl/L ，100 μl/L 时电阻率的变化值，将其做成折线图，其结果如图4所示。
从图4可以看出，随着通入气体浓度的升高，电导率变化值增大，由此可以得出，随着通入气体浓度的升高，测量响应时间缩短，传感器的灵敏度提高。
4 结 语本文主要研究船舶封闭式组合电器的绝缘介质特性，详细介绍了SF 6分解气体的种类，以及所存在的危害，采用导电聚苯胺传感器对SF 6分解气体气敏特性进行研究。
该研究可以有效的防止船舶封闭式组合电器的高温失效，提高了船舶电力系统的安全性。