[發明專利]一種基于酸化氧化碳納米管的QCM型濕度傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710789162.1
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107655781A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 劉森;趙晨;張彤;王蕊;齊鵬嘉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 劉世純,王恩遠

1.一種基于酸化氧化碳納米管的QCM型濕度傳感器，其特征在于，是由QCM元件、在QCM元件的電極表面制備的酸化氧化碳納米管濕敏膜、振蕩電路、頻率計、計算機、濕度發生裝置組成；QCM濕敏元件的引線末端接入到振蕩電路的端口處，頻率計與振蕩電路的輸出端相連接，計算機與頻率計相連接，濕度發生裝置是利用飽和鹽法獲得相應的相對濕度環境。

2.如權利要求1所述的一種基于酸化氧化碳納米管的QCM型濕度傳感器，其特征在于，在QCM元件的電極表面制備的濕敏膜材料是酸化氧化過的碳納米管，是將未改性的碳納米管置于體積比為3:1的質量分數95％～98％的濃H₂SO₄和質量分數60％～65％的濃HNO₃體系中，在一定溫度50～70℃下油浴攪拌處理1～2h；反應結束后用去離子水稀釋并過濾，用去離子水反復洗滌過濾產物至溶液pH呈中性；收集過濾得到的固體，在30～50℃的真空條件下干燥15～30h，得到酸化氧化處理的碳納米管。

3.如權利要求2所述的一種基于酸化氧化碳納米管的QCM型濕度傳感器，其特征在于，碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管。

4.權利要求1、2或3所述的一種基于酸化氧化碳納米管的QCM型濕度傳感器的制備方法，其步驟如下：

(1)清洗QCM元件：將空白的QCM元件依次放入到去離子水和無水乙醇中，分別超聲清洗20～30s，然后在40～60℃的真空條件下放置2～4h，待其徹底干燥后取出放在干凈的容器中待用；

(2)配制敏感材料分散液：稱取酸化氧化處理過的碳納米管加入到溶劑中，混合并超聲4～6h制成濃度1～2mg/mL的濕敏材料分散液；

(3)制作QCM濕敏元件：用微量移液槍抽取1～2μL的濕敏材料分散液，并垂直懸置于QCM元件電極表面的中心處進行滴涂，然后將滴涂后的QCM元件在40～60℃的真空條件下水平放置2～4h，待表面材料層徹底干燥后取出，從而得到QCM濕敏元件；多次重復此步驟，可以得到不同濕度敏感膜厚度的QCM濕敏元件。

5.如權利要求4所述的一種基于酸化氧化碳納米管的QCM型濕度傳感器的制備方法，其特征在于，配制濕敏材料分散液的溶劑是去離子水或無水乙醇。