[發(fā)明專利]一種基于快速氣體識(shí)別功能的窗簾

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610020582.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN105679545B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張足
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張足
• 主分類號(hào): H01G9/20
• 分類號(hào): H01G9/20;H01G9/042;G01N27/12;A47H23/08
• 代理公司: 北京高航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11530
• 代理人: 趙永強(qiáng)

1.一種基于快速氣體識(shí)別功能的窗簾，其特征在于：所述窗簾的向陽表面安裝檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置基于自供能感測(cè)元件，并且還包括數(shù)據(jù)讀取模塊和氣體識(shí)別模塊；該自供能感測(cè)元件包括染料敏化太陽能電池模塊(13)和氣體傳感器模塊(23)；所述染料敏化太陽能電池模塊(13)包括對(duì)電極、光陽極以及填充于所述對(duì)電極和光陽極之間的電解液(30)，所述對(duì)電極包括不銹鋼基底(10)、緊鄰不銹鋼基底(10)的導(dǎo)電催化層(20)、設(shè)置于所述導(dǎo)電催化層(20)上的碳納米管(50)，所述光陽極包括ITO導(dǎo)電玻璃基底(40)和位于ITO導(dǎo)電玻璃基底(40)上的TiO₂粒子和染料分子層(60)，所述TiO₂粒子的粒徑60nm，所述對(duì)電極上碳納米管(50)的長度為4μm；所述氣體傳感器模塊(23)包括硅片襯底(11)、氧化鎢納米線(32)和Au電極(31)，所述硅片襯底(11)的表面上腐蝕有多孔硅區(qū)域(21)，所述多孔硅區(qū)域的表面蒸鍍有一層氧化鎢膜與多孔硅一起作為檢測(cè)氣體的復(fù)合敏感材料，所述多孔硅的孔徑為10～50nm；所述染料敏化太陽能電池模塊(13)和氣體傳感器模塊(23)設(shè)置于表面有一直徑為0.5cm的進(jìn)氣孔(53)的規(guī)格為5cm×5cm×1cm的鋁制的長方體框架(43)內(nèi)，所述染料敏化太陽能電池模塊(13)通過粘合劑粘合至所述框架(43)的外表面，并使光陽極朝上，所述氣體傳感器模塊(23)、數(shù)據(jù)讀取模塊(33)設(shè)置于所述框架(43)內(nèi)部，所述染料敏化太陽能電池模塊(13)、所述氣體傳感器模塊(23)和數(shù)據(jù)讀取模塊(33)通過導(dǎo)線連接；

所述染料敏化太陽能電池模塊(13)的制作包括如下步驟：

S1：對(duì)電極制備：①選用厚度為0.3mm的規(guī)格為5cm×5cm的不銹鋼基底(10)，用砂紙拋光，經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水依次超聲清洗；②利用磁控濺射法在不銹鋼基底(10)上鍍金屬Cr膜和Ni膜形成導(dǎo)電催化層(20)，所述Cr膜的厚度為300nm，所述Ni膜的厚度為15nm；③利用CVD法，CH₄為碳源，Ni為催化劑，生長碳納米管；

S2：光陽極的制備：①分別取無水乙醇50ml、乙二醇胺2ml，在50℃水浴中攪拌使其充分混合，在混合溶液中加入鈦酸丁酯9ml，繼續(xù)在水浴中攪拌1h，然后加入無水乙醇10ml，在水浴中攪拌1h，靜置12h，得到TiO₂溶液，將其過濾，干燥；②取5g步驟①中干燥的TiO₂粒子、10ml乙醇、2ml乙酰丙酮混合，放入研缽中研磨充分，制得TiO₂漿料；③取步驟②中的適量的TiO₂漿料刮涂在清洗后的規(guī)格為5cm×5cm的ITO導(dǎo)電玻璃基底(40)上，經(jīng)過110℃下處理2h，然后將其浸漬在N719的乙醇溶液中6h，即得光陽極；

S3：電解液配制：0.5M碘化鋰、0.06M碘、0.1M 4-叔基吡啶和0.3M 1-丙基-3-甲基咪唑碘鹽，溶劑為體積比1:1的乙腈和丙烯碳酸脂混合液；

S4：組裝：將對(duì)電極覆蓋在光陽極上，兩者之間形成50μm的空腔，邊緣利用絕緣體封裝，將電解液(30)注入到空腔中，形成染料敏化太陽能電池模塊(13)；

所述氣體傳感器模塊(23)的制備包括以下步驟：

①切割硅片襯底(11)尺寸至2cm×2cm，放入清洗液中超聲清洗40min，清洗液為體積比為3:1的98％濃硫酸和40％雙氧水；取出硅片襯底(11)用去離子水沖洗干凈，再放入氫氟酸中浸泡10min，再依次用丙酮、乙醇、去離子水分別超聲清洗20min；

②采用電化學(xué)法腐蝕硅片，配制腐蝕液，腐蝕液為體積比1:3的40％氫氟酸和去離子水的混合液，腐蝕電流為45mA/cm²，腐蝕時(shí)間為1h，在硅片襯底(11)表面形成大小1.5cm×1cm的多孔硅區(qū)域(21)；

③將硅片襯底(11)放入磁控濺射儀中，在其多孔硅區(qū)域(21)表面蒸鍍一層鎢膜，厚度為200nm，然后將硅片襯底(11)放入管式爐中，密封常壓下通入氮?dú)?，利用CVD法450℃生長氧化鎢納米線；

④使用磁控濺射法在多孔硅區(qū)域(21)上制作兩個(gè)圓點(diǎn)狀的Au電極(31)，所述Au電極(31)的直徑為1mm，厚度為100nm；

所述數(shù)據(jù)讀取模塊(33)通過無線通信模塊發(fā)送至設(shè)置于所述檢測(cè)裝置內(nèi)部的控制器模塊，所述控制器模塊通過無線通信模塊和GPRS模塊通信，并將由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的數(shù)據(jù)值傳輸至檢測(cè)數(shù)據(jù)基站；

進(jìn)一步的，所述自供能感測(cè)元件還設(shè)置有一個(gè)氣體識(shí)別模塊(70)，所述氣體識(shí)別模塊(70)通過導(dǎo)線和所述數(shù)據(jù)讀取模塊(33)連接，所述氣體識(shí)別模塊(70)主要由外殼體(71)和與外殼體(71)拆卸式連接的氣體檢測(cè)構(gòu)件(72)構(gòu)成，所述氣體檢測(cè)構(gòu)件(72)由擴(kuò)散控制膜層(73)、指示載體粉末(74)和玻璃管(75)構(gòu)成；所述氣體檢測(cè)構(gòu)件(72)的制備步驟如下：

S1：載體的處理與活化：將篩分好的硅膠載體置于在600℃馬弗爐中煅燒2h，冷卻后，裝瓶待用，其中，硅膠載體的尺寸為90～100目；

S2：指示載體的制備：量取一定量的原始液放入一容器中，倒入一定量的活化載體，邊加邊攪拌，直至混合均勻，上層清液較少為止，在空氣中自然干燥后，裝入密閉容器中待用；

S3：玻璃管的準(zhǔn)備：遴選內(nèi)徑均勻、透明度好的玻璃管，截取成長度為30mm的玻璃管若干段，用砂紙將兩側(cè)打毛，然后依次用肥皂水、清水、蒸餾水將玻璃管清洗干凈，晾干待用，其中，玻璃管尺寸為ID2.0mm×OD4.0mm；

S4：擴(kuò)散控制膜的準(zhǔn)備：采用0.5mm厚的聚酯膜作為擴(kuò)散控制膜，待聚脂膜干燥后，用模具沖壓成外徑為2.0mm的圓形薄膜；

S5：氣體識(shí)別模塊的裝配：將擴(kuò)散控制膜用粘合劑粘合到玻璃管的一側(cè)，然后稱取一定量指示載體粉末慢慢裝入玻璃管內(nèi)至玻璃管無空隙，平整后粘合另一側(cè)擴(kuò)散控制膜。