[發明專利]一種制造氣體敏感復合納米薄膜的方法

無效

• 申請號: 201310343727.5
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103469202A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 楊亞杰;張魯寧;楊文耀;張波;徐建華;李世彬;蔣亞東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C24/02;C23C14/12;C23C14/24
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發明涉及氣體敏感薄膜材料領域，尤其是涉及一種制造氣體敏感復合納米薄膜的方法。

背景技術

近年來，氣敏傳感器的研究與開發不斷取得新的進展，同時由于人們對環境污染問題的日益關注，使對大氣中微量環境污染物質的檢測工作逐步深入，響應快、靈敏度高的氣敏材料就成為傳感器領域研究的前沿課題。同時針對二氧化氮等氣體是大氣中對環境和人類健康危害十分嚴重的污染物之一。因此，研制實用及低成本的二氧化氮氣體敏感薄膜的重要性就顯得尤為突出。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種制造能夠形成具有良好氣敏性能的氣體敏感復合納米薄膜的方法。

本發明公開的技術方案包括：

提供了一種制造氣體敏感復合納米薄膜的方法，其特征在于，包括：將氧化石墨烯分散于有機溶劑中，形成氧化石墨烯分散溶液；將所述氧化石墨烯分散溶液滴加于LB膜槽中的超純水表面，使氧化石墨烯分散鋪展于所述超純水表面；用滑障將鋪展于所述超純水表面的氧化石墨烯壓縮到成膜模壓，形成納米薄膜，然后將所述納米薄膜轉移到氣敏器件上；對所述納米薄膜進行還原處理；在還原處理后的所述納米薄膜上蒸鍍導電聚合物層。

本發明一個實施例中，所述溶劑為甲醇與超純水的混合溶液，其中所述混合溶液中甲醇與超純水的體積比為5:1至6:1。

本發明一個實施例中，所述對所述納米薄膜進行還原處理包括：將形成了所述納米薄膜的所述氣敏器件置于170至200攝氏度的水蒸氣氣氛中保持3至5小時。

本發明一個實施例中，所述氣敏器件為叉指電極或者有機薄膜晶體管。

本發明一個實施例中，所述氧化石墨烯分散溶液中氧化石墨烯的濃度為0.5至1毫克/毫升。

本發明一個實施例中，所述在還原處理后的所述納米薄膜上蒸鍍導電聚合物層包括：將進行還原處理后的形成了所述納米薄膜的所述氣敏器件置于具有導電聚合物氣氛的高真空成膜設備中，在90至100攝氏度下沉積60至70分鐘，從而在所述納米薄膜上形成導電聚合物層。

本發明一個實施例中，所述導電聚合物為六噻吩或者聚吡咯。

根據本發明的方法制造的氣體敏感復合納米薄膜具有良好的氣敏性能。此外，由于有機納米材料在溶劑中具有良好的分散性，在LB膜儀器的控制下具有較好的成膜性能，能夠獲得高密度、均勻一致的復合薄膜材料，并且可以實現大面積成膜。而且氣體敏感納米薄膜的厚度可以通過沉積不同的層數來進行調控。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例的制造氣體敏感復合納米薄膜的方法的流程示意圖。

圖2是LB成膜設備的示意圖。

圖3是蒸鍍成膜設備的示意圖。

具體實施方式

本發明的一個實施例中，一種制造氣體敏感復合納米薄膜的方法包括如圖1所示的步驟。

步驟10：制備氧化石墨烯分散溶液。

本發明的實施例中，可以將氧化石墨烯分散于有機溶劑中，從而獲得所需的氧化石墨烯分散溶液。這里，氧化石墨烯可以是通常的氧化石墨烯，也可以是氮摻雜的氧化石墨烯。

一個實施例中，該有機溶劑可以是可以為甲醇與超純水混合溶液，其中該混合溶液中，甲醇與超純水的體積比可以為5:1至6:1。

一個實施例中，該氧化石墨烯分散溶液的濃度可以為0.5~?1mg/ml（毫克/毫升）。

步驟12：采用LB成膜法形成納米薄膜。

本發明的實施例的方法中，可以提供氣敏器件，采用LB膜法在該氣敏器件上形成納米薄膜。

因此，步驟2中，提供氣敏器件。一個實施例中，該氣敏器件可以是叉指電極或者有機薄膜晶體管。

本步驟中，將步驟10中獲得的氧化石墨烯分散溶液滴加到LB成膜設備的LB膜槽中的亞相表面，使得氧化石墨烯粒子分散鋪展于該亞相表面。這里，亞相可以是適于供有氧化石墨烯粒子分散鋪展于其上的液體，例如可以是超純水。

此時，當有氧化石墨烯分散溶液滴加到亞相表面后，有機溶劑會帶著氧化石墨烯粒子在亞相表面分散鋪展開。經過一定時間之后，有機溶劑揮發，這樣，留下其中的氧化石墨烯粒子分散鋪展于亞相的表面上。

然后，壓縮鋪展于亞相表面的氧化石墨烯粒子，從而在亞相表面形成氧化石墨烯單分子層。通常，LB成膜方法可以在LB成膜設備（下文詳述）中進行，此時，當有機溶劑揮發后，在LB成膜設備中，使用滑障壓縮亞相表面的氧化石墨烯單分子層到成膜膜壓，從而在亞相表面形成致密的納米薄膜。