[發明專利]一種基于MoO3

在審

• 申請號: 202010017147.7
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111122661A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 王釗;胡克洋;楊樹林;顧豪爽
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;B82Y15/00
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 劉丹;朱必武

1.一種基于MoO₃納米帶修飾石墨烯的室溫FET型氫氣敏感元件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：氧化鉬納米帶的制備

首先在聚四氟乙烯反應釜中加入去離子水，然后將雙氧水加入到去離子水中，在冰浴下邊攪拌邊將鉬粉緩慢加入，待溶液由墨綠色變為橘黃色，繼續攪拌30～60min，最后將聚四氟乙烯反應釜放到金屬反應外殼中并置于水熱烘箱在170℃～200℃下保溫36～72h，待反應完成過后，將所得產物用去離子水和無水乙醇清洗至中性并烘干，得到外觀為白色粉末狀的氧化鉬納米帶；

步驟2：電極的制備

采用標準直流磁控濺射技術，在Ar氣氛與70W濺射功率的條件下濺射Au，首先在以Si/SiO₂為基底的單層石墨烯襯底上濺射源漏電極，源漏電極的長寬比為8:3，接著在Si襯底濺射Au作為柵電極，Au的厚度為20～40nm；

步驟3：氫氣敏感元件的構筑

(1)噴涂實驗儀器的準備：采用噴筆一只、加熱設備、可升降光學平臺、真空泵，將噴筆連接在真空泵的一端，光學平臺控制噴筆的位置，準備把配置好的混合液進行成膜噴涂；

(2)稱取步驟1中獲得的氧化鉬納米帶粉末加入到盛有乙醇溶液的石英管中，其中氧化鉬納米帶粉末和乙醇溶液的用量摩爾比例為：1：100，得到溶液A；其中乙醇溶液的密度為0.7893g/ml；

(3)將溶液A經超聲處理5～30min，超聲頻率為50～100Hz；

(4)用移液槍量取步驟(3)超聲處理后的溶液A，放入裝有乙醇溶液的噴筆中，其中步驟(3)超聲處理后的溶液A與乙醇溶液的體積用量比例為：1：400；

(5)固定步驟4中的噴筆與器件的距離為15cm以及真空泵的氣壓為0.5帕，把步驟(4)噴筆中的溶液噴涂到磁控濺射得到的源漏電極中心部位，噴涂時間為5～50s，經加熱設備烘干后，200℃退火2h，組裝得到基于MoO₃納米帶修飾石墨烯的FET型氫氣敏感元件。

2.根據權利要求1所述的基于MoO₃納米帶修飾石墨烯的室溫FET型氫氣敏感元件的制備方法，其特征在于，步驟1中，去離子水、雙氧水和鉬粉用量的摩爾比為：30：25：1.其中去離子水的密度為1g/ml，雙氧水的密度為1.13g/ml。

3.根據權利要求1所述的基于MoO₃納米帶修飾石墨烯的室溫FET型氫氣敏感元件的制備方法，步驟1中，烘干條件為在60℃下干燥12h。

4.根據權利要求1所述的基于MoO₃納米帶修飾石墨烯的室溫FET型氫氣敏感元件的制備方法，步驟3中的第(5)步驟中的噴涂時間為50s時，得到的MoO₃納米帶修飾石墨烯的FET型氫氣敏感元件性能最好。

5.一種采用如上所述的基于MoO3納米帶修飾石墨烯的室溫FET型氫氣敏感元件的制備方法得到的室溫FET型氫氣敏感元件，其特征在于，應用于制備石墨烯基氫氣傳感器。