[發明專利]一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器

無效

• 申請號: 201310398693.X
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103439372A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 惠國華;周瑤;詹玉麗;邵拓;李晨迪;周于人;杜桂蘇;李曼;蔡艷芳;黃潔;王敏敏;蔡七月
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.?一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器，其特征在于，包括自上而下依次分布的傳感器敏感膜層、第一電極和第二電極，第二電極由鋁板經陽極氧化制備而成，第一電極為將貴金屬在第二電極表面采用直流磁控濺射工藝制備而成，傳感器敏感膜層是由將經過酸處理的多壁碳納米管銀離子摻雜后在第一電極表面涂覆而成；

第二電極由以下步驟制備而成：取厚度為1-5mm的高純鋁板，首先將其在體積比為1-2:1的丙酮和乙醇混合溶液中超聲清洗15-30min，接著在體積比為2-4:1的乙醇和高氯酸混合溶液中拋光（Ra?≤0.01μm）5-15min；然后，用去離子水洗凈置入0.25-0.35mol/L的草酸溶液中，在直流電壓為25-40V下陽極氧化0.5-1h，在高純鋁板表面鍍陽極氧化鋁薄膜；接著置于溫度為45-50℃、摩爾濃度為0.25-0.35mol/L、體積比為1-3:1的磷酸和鉻酸混合溶液中10-30min，去除陽極氧化鋁薄膜；然后在相同條件下二次陽極氧化20-40min后，再次在高純鋁板表面鍍一層厚度為3-10μm的陽極氧化鋁薄膜，取出后在溫度為45-50℃、質量百分比為3-6%的磷酸溶液中擴孔10-20min，得多孔陽極氧化鋁模板，即為第二電極；

第一電極為叉指電極，由以下步驟制備而成：采用純度5N的金靶為靶材，控制本底真空為5.5-7×10^-3Pa、啟輝電壓為0.26kV、電流為25mA、直流濺射過程的功率為8-10W，最終控制叉指電極的厚度為30-50nm；

傳感器敏感膜層的制備包括如下步驟：

1）分別取200mg的多壁碳納米管，依次加入65-70ml濃硝酸和175-185ml濃硫酸，在35-45℃下，超聲連續處理7-8h，然后使用離心機離心將多壁碳納米管分離，再將酸化處理后的多壁碳納米管用去離子水清洗至pH為6.8±0.2，過濾并在電烘箱中烘干，得酸化多壁碳納米管；

2）首先取35-40mg的氯化鈀粉末，用35-40mL的去離子水溶解振蕩均勻，配制成氯化鈀溶液，然后取15mL氯化鈀溶液，采用CHI660電化學分析儀的電流-時間方法進行電鍍處理，還原電壓設為-0.48V，工作電極接涂有酸化多壁碳納米管的電極，參比電極接甘汞電極，對電極接鉑電極，通過控制電鍍時間使得電鍍電荷量分別為14-15mC，然后將鍍鈀處理完畢的電極在600-650℃下烘干30-60min，得到鍍鈀多壁碳納米管；

3）取鍍鈀多壁碳納米管，用去離子水分別配制5mg/mL的懸濁液，然后取8mg的氯化銀，加入1mL的懸濁液中，超聲處理24小時，然后置于烤箱中干燥40min后，得到銀摻雜鍍鈀多壁碳納米管，備用，

4）以去離子水作為溶劑，將步驟3）得到的銀摻雜鍍鈀多壁碳納米管配制成質量百分數為10-20%的懸濁液，將該懸濁液均勻滴涂于第一電極上，然后在50-80℃下經真空干燥，得傳感器敏感膜層，并最終控制傳感器敏感膜層的厚度為5-10μm。

2.根據權利要求1所述的一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器，其特征在于，所述多孔陽極氧化鋁模板擴孔后孔的內徑為20-60nm，孔的間距為40-60nm，孔的深度為2±0.?5μm。

3.根據權利要求1所述的一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器，其特征在于，多璧碳納米管的直徑為20-200nm。

4.根據權利要求1所述的一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器，其特征在于，多璧碳納米管的直徑為50-100nm。

5.根據權利要求1所述的一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器，其特征在于，步驟3）中將鍍鈀多壁碳納米管配制成懸濁液前，先將鍍鈀多壁碳納米管與納米氧化鋅一起研磨30-60min，碳納米管與納米氧化鋅的質量比為10:1。

6.根據權利要求1所述的一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器，其特征在于，步驟3）中將銀摻雜鍍鈀多壁碳納米管配制成懸濁液的同時，在懸濁液中加入納米稀土氧化物，納米稀土氧化物的加入重量為酸化多壁碳納米管的5-10%。

7.根據權利要求7所述的一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器，其特征在于，所述納米稀土氧化物為氧化鑭、氧化鈰、氧化鋱或氧化鐠。

8.根據權利要求1所述的一種適用于牛肉的銀離子摻雜多壁碳納米管嗅覺傳感器，其特征在于，所述傳感器敏感膜層的制備中步驟4）為：取步驟3）的碳納米管5-10g和分子量為600-800聚乙二醇0.5-2g，用乙醇100ml配制成混合液，經超聲分散均勻后，在第一電極表面均勻涂覆，然后在100-150℃下加熱1-3h，得到傳感器敏感膜層。