[發明專利]基于聚苯胺/石墨烯納米帶/二氧化硅/硅的氨氣傳感器

有效

• 申請號: 201410556807.3
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104297301A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 薛潔;張忠陽
• 申請（專利權）人: 薛潔
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

1.基于聚苯胺/石墨烯納米帶/二氧化硅/硅的氨氣傳感器，其特征在于：從下到上依次包括二氧化硅層(3)覆蓋的硅襯底(2)、采用轉印法在硅襯底(2)上覆蓋的一層石墨烯納米帶薄膜(4)、利用化學法在石墨烯納米帶薄膜(4)上生長的聚苯胺薄膜(5)。

2.依據權利要求1所述的基于聚苯胺/石墨烯納米帶/二氧化硅/硅的氨氣傳感器，其特征在于：聚苯胺薄膜(5)上的銀膠(6)和硅襯底背面的銦金屬層(1)分別作為上、下電極，在銦點電極(7)、(10)接點處連接電源線，串聯接通直流電源(8)和電流表(9)，直流電源(8)的電壓為1伏。

3.依據權利要求1所述的基于聚苯胺/石墨烯納米帶/二氧化硅/硅的氨氣傳感器的制備方法，其步驟如下：

(1)將2.5毫克氧化縱向剝離多壁碳納米管制備的氧化石墨烯納米帶加入30毫升去離子水中，超聲(功率為40瓦)分散5分鐘，得到氧化石墨烯納米帶溶液；

(2)將步驟(1)中所述的氧化石墨烯納米帶溶液置于濾膜(醋酸纖維素濾膜)孔徑為0.44微米的抽濾裝置中，真空抽濾，使濾紙上表面均勻附著一層氧化石墨烯納米帶薄膜，將濾紙取出，在80℃下干燥1小時，之后將濾紙浸漬在去離子水中使其保持濕潤；

(3)依次用乙醇、丙酮和去離子水在超聲波(功率為100瓦)中清洗硅片5分鐘；

(4)將上述步驟(2)中制備的濾紙進行裁剪，得到邊長為1厘米的正方形濾紙片，使用轉印的方法，將濾紙貼在硅襯底上，使濾紙的上表面與襯底接觸，將重量為2千克的不銹鋼砝碼壓在濾紙上以增強濾紙與襯底之間的粘合力，在60℃下干燥4小時，取走砝碼，使用丙酮溶液洗掉濾紙，得到氧化石墨烯納米帶/二氧化硅/硅材料；

(5)將上述步驟(4)中制備的氧化石墨烯/二氧化硅/硅材料置于管式爐中，通入氮氣，加熱到300℃，保溫2小時，得到低溫還原的石墨烯納米帶/二氧化硅/硅材料；

(6)將183.5微升苯胺，5毫升鹽酸(濃度為1摩爾/升)和60毫升去離子水混合攪拌得到酸性苯胺溶液，同時，將0.45克過硫酸銨與40毫升去離子水混合攪拌得到過硫酸銨水溶液；

(7)將上述步驟(6)中配制的酸性苯胺溶液與過硫酸銨水溶液快速混合攪拌，將上述步驟(5)中制備的石墨烯納米帶/二氧化硅/硅材料浸入混合溶液中，在保持0-5℃的溫度下慢速攪拌2小時后，取出樣品，用去離子水反復沖洗并吹干，得到聚苯胺/石墨烯納米帶/二氧化硅/硅材料；

(8)在上述步驟(7)中制備的聚苯胺/石墨烯納米帶/二氧化硅/硅材料的聚苯胺薄膜表面滴涂面積小于聚苯胺薄膜的銀膠作為上電極，并在硅襯底的背面刷涂銦金屬層作為下電極。