[發明專利]室溫檢測硫化氫的氣敏材料的制備方法及氣體傳感芯片

在審

• 申請號: 202010312436.X
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111413374A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 徐紅艷;孫旭輝;吳慶樂
• 申請（專利權）人: 蘇州慧聞納米科技有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 白莉莉

本發明提供了室溫檢測硫化氫的氣敏材料的制備方法及氣體傳感芯片。該氣敏材料的制備方法包括如下步驟：配置質量百分比為0.2?0.5％的碳納米管以及固含量為0.5?1.8％的表面活性劑；將所述碳納米管、所述表面活性劑和去離子水進行混合，獲得碳納米管墨水氣敏材料，所述碳納米管墨水氣敏材料能在室溫下檢測出ppb級別的硫化氫氣體。根據發明實施例的技術方案，利用碳納米管墨水制備獲得的氣敏材料，其獲得了意想不到的技術效果，不僅可以在室溫下檢測出來硫化氫氣體，而且還可以檢測出ppb級別的硫化氫氣體，實現對超低濃度硫化氫氣體的檢測。

技術領域

本發明涉及氣體傳感器技術領域，尤其涉及一種室溫檢測硫化氫的氣敏材料的制備方法、室溫檢測硫化氫的氣體傳感芯片的制備方法以及氣體傳感芯片。

背景技術

目前市場上用于檢測硫化氫的氣體傳感器大多為電化學或者半導體傳感器。電化學傳感器因為體積大和壽命短等問題而逐漸的被半導體傳感器取代。半導體傳感器中技術比較成熟和使用最多的一般為金屬氧化物半導體氣體傳感器，其具有靈敏度高，壽命長，響應恢復時間快等優點。

但是，金屬氧化物傳感器需要在高溫條件下測試，功耗非常大，這就阻礙了其在智能穿戴，便攜式移動監測設備領域的應用。此外，半導體氣體傳感器一般選擇性很差，除了對本身的氣體有響應外，對環境中常見的其它氣體也都有很好的敏感性，其抗干擾能力很差。

發明內容

現有技術中，硫化氫氣敏材料只能實現高濃度硫化氫氣體的檢測，能測試到ppb級別的硫化氫傳感器大部分都是MEMS(Microelectro Mechanical Systems)氣體傳感器，其需要在高溫下檢測且功耗高。基于此，本發明的一個目的是要提出一種新的氣敏材料，其能夠實現室溫下檢測且低功耗的目的。

本發明的一個進一步的目的是要解決傳感器點樣過程中零點電阻一致性的問題。

特別地，本發明提供了一種室溫檢測硫化氫的氣敏材料的制備方法，包括如下步驟：

配置質量百分比為0.2-0.5％的碳納米管以及固含量為0.5-1.8％的表面活性劑；

將所述碳納米管、所述表面活性劑和去離子水進行混合，獲得碳納米管墨水氣敏材料，所述碳納米管墨水氣敏材料能在室溫下檢測出ppb級別的硫化氫氣體。

可選地，所述表面活性劑包括十二烷基苯磺酸納、十二烷基硫酸鈉、聚3，4-乙撐二氧噻吩、乙二醇丁醚、高導電炭黑、N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種的組合。

特別地，本發明還提供了一種室溫檢測硫化氫的氣敏材料的制備方法，包括如下步驟：

配置質量百分比為0.2-0.5％的碳納米管以及固含量為0.5-1.8％的表面活性劑；

將所述碳納米管、所述表面活性劑和去離子水進行混合，獲得碳納米管墨水；

向所述碳納米管墨水中加入曲拉通，獲得氣敏材料，所述氣敏材料能在室溫下檢測出ppb級別的硫化氫氣體。

可選地，所述氣敏材料中，所述碳納米管墨水與所述曲拉通體積比為3：1-1：1。

可選地，向所述碳納米管墨水中加入曲拉通之后，對混合溶液進行超聲處理，所述超聲處理的方式為，超聲第一預設時間后停止，間隔第二預設時間后再次超聲。

特別地，本發明還提供了一種室溫檢測硫化氫的氣體傳感芯片的制備方法，包括如下步驟：

將由前述的制備方法獲得的氣敏材料施加到印刷有電極的PCB基板的所述電極上，老化處理后獲得氣體傳感芯片。

可選地，所述老化處理的條件為：在60-100℃下處理2-8h。

特別地，本發明還提供了一種氣體傳感芯片，所述氣體傳感芯片包括：