[發(fā)明專利]一種石墨烯基氣體傳感探頭及其制備與應(yīng)用

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• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN109060891A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董新義;吳剛;周忠福;丁輝
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇雙良低碳產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;C01B32/182;C01B32/198;C01B32/158;C01B32/152;C01B32/20
• 代理公司: 江陰市揚子專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32309
• 代理人: 隋玲玲

1.一種石墨烯基氣體傳感探頭，其特征在于，包括：它由石墨烯基復(fù)合材料構(gòu)成，所述石墨烯基復(fù)合材料包括石墨烯基材料結(jié)構(gòu)體和石墨烯基材料支撐體；

所述石墨烯基材料結(jié)構(gòu)體，均勻分布于石墨烯基氣體傳感探頭的表面與內(nèi)部；所述石墨烯基材料具有部分或者全部石墨烯微觀原子結(jié)構(gòu)；

石墨烯基材料支撐體由高分子基體材料經(jīng)碳化形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基氣體傳感探頭，其特征在于，所述石墨烯基復(fù)合材料為條狀、塊狀或者薄膜狀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨烯基氣體傳感探頭，其特征在于，所述石墨烯基材料為石墨烯、氧化石墨烯、碳纖維、碳納米管、富勒烯、石墨微片、熱解石墨、多孔石墨、多孔石墨烯泡沫中的一種或者多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基氣體傳感探頭，其特征在于，所述高分子基體材料為聚偏二氯乙烯、丁苯橡膠、乙丙橡膠、硅膠、聚醚醚酮、聚苯醚、聚酰亞胺中的一種或者幾種。

5.一種石墨烯基氣體傳感探頭的制備方法，其特征在于，所述石墨烯基氣體傳感探頭先通過石墨烯基材料與高分子基體材料的復(fù)合，制成條狀、塊狀或者薄膜，再經(jīng)過碳化和活化處理形成。

6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨烯基氣體傳感探頭的制備方法，其特征在于，所述石墨烯基材料和高分子基體材料在有機溶劑中分散、混合形成漿料并制成條狀、塊狀或者薄膜，所述石墨烯基材料相比于所述高分子基體材料的質(zhì)量百分比在0.01%-50%之間，所述高分子基體材料在所述有機溶劑中的質(zhì)量百分比在0.01%-50%之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的石墨烯基氣體傳感探頭的制備方法，其特征在于，所述溶劑為氯仿、多氯代苯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯基乙二醇醚、三乙醇胺、苯、甲苯、二甲苯、四氫呋喃中的一種或者多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石墨烯基氣體傳感探頭的制備方法，其特征在于，所述條狀、塊狀或者薄膜的碳化處理工藝為：在氬氣氣氛下，從室溫以5-50℃/分鐘的速度，升溫至400-600℃，并保持0.2-12小時，然后隨爐冷卻至室溫。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石墨烯基氣體傳感探頭的制備方法，其特征在于，所述活化處理工藝為：在二氧化碳氣氛下，從室溫以5-50℃/分鐘的速度，升溫至400-500℃，并保持0.2-12小時，然后隨爐冷卻至室溫。

10.一種石墨烯基氣體傳感器，其特征在于，具有根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的石墨烯基氣體傳感探頭。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的石墨烯基氣體傳感器，其特征在于，所述石墨烯基氣體傳感探頭是1個或者兩個及以上所述傳感探頭的組合，所述兩個及以上傳感探頭的組合方式是串聯(lián)、并聯(lián)或其組合。

12.一種石墨烯基氣體傳感器的檢測方法，其特征在于，具有根據(jù)權(quán)利要求10中所述的石墨烯基氣體傳感器，通過檢測氣體傳感探頭因吸附所述目標氣體在石墨烯基材料上產(chǎn)生電阻的變化來檢測目標氣體。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種石墨烯基氣體傳感器的檢測方法，其特征在于，所述石墨烯基氣體傳感探頭是1個或者兩個及以上所述傳感探頭的組合，所述兩個及以上傳感探頭的組合方式是串聯(lián)、并聯(lián)或其組合。