[發(fā)明專利]基于TPA-DCPP有機(jī)敏感薄膜的平面式室溫氨氣傳感器及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910368007.1 | 申請日： | 2019-05-05 |
| 公開（公告）號： | CN110044973A | 公開（公告）日： | 2019-07-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉方猛;賀俊銘;盧革宇;王悅;康博南;閆旭;梁喜雙;高原;劉曉敏 | 申請（專利權(quán)）人： | 吉林大學(xué) |
| 主分類號： | G01N27/12 | 分類號： | G01N27/12 |
| 代理公司： | 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201 | 代理人： | 劉世純;王恩遠(yuǎn) |
| 地址： | 130012 吉*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氨氣 制備 叉指電極 敏感薄膜 敏感材料 平面式 傳感器 敏感材料薄膜 氨氣傳感器 發(fā)明傳感器 金叉指電極 氣體傳感器 快速響應(yīng) 室溫條件 陶瓷板 陶瓷基 旋涂法 再利用 檢測 濺射 | ||
一種基于TPA?DCPP有機(jī)敏感薄膜的平面式室溫氨氣(NH3)傳感器及其制備方法，屬于氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域。由下至上依次由Al2O3陶瓷板、金叉指電極、TPA?DCPP有機(jī)敏感材料薄膜組成。首先是通過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備TPA?DCPP有機(jī)敏感材料，然后通過濺射的方法分別將鎳和金制備到Al2O3陶瓷基底上制成叉指電極，再利用旋涂法將TPA?DCPP有機(jī)敏感材料制備在叉指電極上。本發(fā)明有效的降低了傳感器的工作溫度，可在室溫條件下檢測氨氣，并在高濕度(98％RH)下可實(shí)現(xiàn)氨氣ppb量級的檢測；除了在室溫下對氨氣具有快速響應(yīng)速度外，本發(fā)明傳感器還具有良好的選擇性和穩(wěn)定性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于TPA-DCPP有機(jī)敏感薄膜的平面式室溫氨氣(NH3)傳感器及其制備方法，其主要應(yīng)用于室溫下氨氣的檢測。
背景技術(shù)
氨氣(NH3)是一種無色，有毒性的還原性氣體，一般在建筑施工、室內(nèi)裝修、農(nóng)畜飼養(yǎng)、車輛排放等生產(chǎn)生活活動中產(chǎn)生，并受溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，例如隨著環(huán)境濕度的增加，會擴(kuò)散出更大濃度的氨氣。隨著近幾年氨氣的排放量越來越大，已經(jīng)是公認(rèn)的對生活環(huán)境以及人體健康有很大危害的氣體。例如，當(dāng)空氣中濃度達(dá)到25ppm時，NH3會損害眼睛、呼吸道等器官，當(dāng)濃度達(dá)到300ppm時，會直接威脅人類健康和生命，當(dāng)它達(dá)到超過5000ppm或是更高濃度時甚至可以導(dǎo)致死亡。所以，開發(fā)可以實(shí)時、及時檢測空氣環(huán)境中的NH3濃度，制造實(shí)時、快速、便攜的NH3傳感器具有至關(guān)重要的意義。
迄今為止，在檢測氨氣的敏感材料以及傳感器的制作類型上都有了很多的研究和進(jìn)展。其中，基于SnO2、WO3、In2O3等金屬氧化物半導(dǎo)體型和固體電解質(zhì)型NH3傳感器由于制備成本低、傳感特性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛研究和應(yīng)用，但此類氣體傳感器也存在不可避免的缺點(diǎn)，即須在較高溫度下工作，功耗大，以及選擇性較差。因此，基于導(dǎo)電聚合物(聚苯胺等)，二維材料及其復(fù)合物的NH3傳感器由于可以在室溫下工作而備受關(guān)注。但該類傳感器存在靈敏度較低，響應(yīng)恢復(fù)特性較差，響應(yīng)恢復(fù)時間冗長等缺點(diǎn)。同時，在傳感器類型的選擇方面，旁熱式器件制作方式繁雜且個體差異性大，而有機(jī)薄膜晶體管器件(OFET)又存在器件穩(wěn)定性不好，易衰減的缺點(diǎn)。因此，開發(fā)可以在室溫條件下工作并且具有較好敏感性能，制作方式簡便的氨氣傳感器至關(guān)重要。本發(fā)明中，首次開發(fā)一種以TPA-DCPP有機(jī)材料為敏感材料和金叉指電極為基底的平面式氨氣傳感器，其具有良好的響應(yīng)特性和優(yōu)異的選擇性，并能實(shí)現(xiàn)在室溫下和不同濕度下檢測NH3，尤其是高濕度下的ppb級NH3檢測。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于TPA-DCPP有機(jī)敏感薄膜和金叉指電極的平面式室溫氨氣(NH3)傳感器及其制備方法，用于在室溫條件下檢測氨氣，促進(jìn)此種傳感器在室溫氨氣檢測領(lǐng)域的實(shí)用化。本發(fā)明所制得的室溫氨氣傳感器除了具有快速的響應(yīng)速度以及高濕度(98％RH)下的ppb級檢測外，還具有良好的選擇性和穩(wěn)定性。
本發(fā)明所述的室溫氨氣傳感器是以擁有強(qiáng)共軛結(jié)構(gòu)的TPA-DCPP有機(jī)材料為敏感薄膜和金叉指電極為基底所構(gòu)建的新型氨氣傳感器，其中TPA-DCPP為7,10-雙(4-(二苯基氨基)苯基)-2,3-二氰基吡嗪并菲，其合成過程參考Angewandte Chemie InternationalEdition(DOI：10.1002/anie.201506687)和ZL 201510267689.9，該有機(jī)材料的分子結(jié)構(gòu)式如下：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于吉林大學(xué)，未經(jīng)吉林大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201910368007.1/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
