[發明專利]一種復合膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201711354136.2
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109932400B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 程陸玲;楊一行
• 申請（專利權）人: TCL科技集團股份有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種復合膜及其制備方法與應用，方法包括步驟：將所述富勒醇與硅烷偶聯劑混合后脫水，得到硅烷偶聯劑修飾的富勒烯；配制硅烷偶聯劑修飾的富勒烯的堿性溶液；將所述硅烷偶聯劑修飾的富勒烯的堿性溶液沉積在所述基板上，形成第一薄膜；在所述第一薄膜上沉積所述金屬氧化物納米顆粒溶液，形成第二薄膜，并在所述第一薄膜和第二薄膜的結合界面處，使位于第一薄膜表面的富勒烯中表面的氨基或巰基與位于第二薄膜表面的金屬氧化物納米顆粒中的表面金屬元素結合，制備得到所述復合膜。本發明不僅能夠降低氣敏傳感器制備成本，還能夠進一步改善氣敏傳感器的選擇性能。

技術領域

本發明涉及氣敏傳感器件技術領域，尤其涉及一種復合膜及其制備方法與應用。

背景技術

半導體傳感器（semiconductortransducer）利用半導體材料的各種物理、化學和生物學特性制成的傳感器。所采用的半導體材料多數是硅以及Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。半導體傳感器種類繁多，它利用近百種物理效應和材料的特性，具有類似于人眼、耳、鼻、舌、皮膚等多種感覺功能。對于氣敏傳感器而言主要是利用金屬氧化物納米材料進行制備，由于金屬氧化物納米材料具有較大的比表面積、優良的電學特性以及對表面的吸附敏感的特點，因此將半導體金屬氧化物應用于氣敏傳感器氣中有望得到響應速度快、靈敏度高、選擇性好的傳感器件。

目前基于金屬氧化物的氣體傳感器雖然獲得了一定的成就，但在靈敏度以及選擇性上仍需進一步的提高和完善。減小納米顆粒的尺寸和增加材料的比表面積是改善傳感器靈敏度和選擇性的關鍵所在。在現有的技術中，為了增大納米材料的比表面積、導電率和表面吸附敏感度，采用了石墨烯和納米顆粒進行復合來改善傳感器的選擇性能。然而石墨烯與納米顆粒復合也會存在一些不足之處，如石墨烯與納米顆粒之間結合不緊密影響納米顆粒膜與石墨烯之間的傳導性，還有在制備石墨烯層時需要利用到氣相沉積技術成本較高。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種復合膜及其制備方法與應用，旨在解決現有石墨烯與納米顆粒之間結合不緊密影響納米顆粒膜與石墨烯之間的傳導性，還有在制備石墨烯層時需要利用到氣相沉積技術導致成本較高的問題。

本發明的技術方案如下：

一種復合膜的制備方法，其中，包括步驟：

提供富勒醇，將所述富勒醇與硅烷偶聯劑混合后脫水，得到硅烷偶聯劑修飾的富勒烯，所述硅烷偶聯劑的通式為YSiX₃，其中X為烷氧基，Y為非水解基團，Y中碳鏈末端含有氨基取代基或巰基取代基；

提供金屬氧化物納米顆粒溶液；

提供基板，將所述硅烷偶聯劑修飾的富勒烯的堿性溶液沉積在所述基板上，形成第一薄膜；

在所述第一薄膜上沉積所述金屬氧化物納米顆粒溶液，形成第二薄膜，并在所述第一薄膜和第二薄膜的結合界面處，使位于第一薄膜表面的富勒烯中表面的氨基或巰基與位于第二薄膜表面的金屬氧化物納米顆粒中的表面金屬元素結合，制備得到所述復合膜。

所述的復合膜的制備方法，其中，所述富勒醇的通式為C_m(OH)_n，其中，28≤m≤104，16≤n≤60，nm。