[發明專利]一種室溫氣體傳感器在神經毒劑檢測中的應用

在審

• 申請號: 202010463963.0
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111579594A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 楊志;李泊龍;曾敏;蘇言杰;胡南滔;周志華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種室溫氣體傳感器在神經毒劑檢測中的應用，屬于氣體檢測技術領域。室溫氣體傳感器主要包括銅底座，叉指電極，叉指電極固定并連接在銅底座上，叉指電極表面覆蓋有傳感材料薄膜，傳感材料薄膜由二維過渡金屬硫族化合物制得，二維過渡金屬硫族化合物采用液相剝離法制備。本發明提供的基于二維過渡金屬硫族化合物的室溫氣體傳感器在室溫下能夠實現神經毒劑的高靈敏度和高選擇性檢測，且具有響應時間短，重復性好和穩定性強的特點。本發明首次提出將二維過渡金屬硫族化合物材料應用于神經毒劑檢測，這種方法對于神經毒劑檢測提供了一種新的方向和策略，從而實現神經毒劑高性能檢測的目的。

技術領域

本發明涉及氣體檢測技術領域，尤其涉及一種室溫氣體傳感器在神經毒劑檢測中的應用。

背景技術

神經毒劑是化學戰劑的一種，包括G系列(包括塔崩(Tabun,GA)，沙林(Sarin,GB)和索曼(Soman,GD)，V-系列(VX和俄國-VX)，和H-系列(氮/硫芥子氣(nitrogen/sulfurmustard))，已經出現在軍事戰爭和恐怖襲擊活動中，危害性極強。其中，G-系列神經毒劑由于有機磷脂的存在，可以直接對中樞神經系統造成嚴重的傷害，被認為是毒性最強的一種化學戰劑。因此在軍事和公共安全領域，對神經毒劑的高靈敏度檢測具有重要的科學意義和應用價值。

化學電阻型氣體傳感器已經被廣泛地應用在神經毒劑檢測上，其中傳感材料是化學電阻型氣體傳感器最為關鍵的部分。不同的納米材料包括石墨烯、碳納米管、導電聚合物和金屬氧化物已經被報道用于神經毒劑檢測。但是，這些材料還存在靈敏度低，響應速度慢，工作溫度高以及選擇性差的缺點。因此有必要探索一些合適的新材料來實現神經毒劑的高性能檢測。

二維過渡金屬硫族化合物由于獨特的層狀納米結構，具有很多常規材料不具備的優點：一是具有較大的比表面積，可以為氣體傳感提供通道，提高靈敏度；二是室溫下具有良好的導電性，可以降低氣體傳感器工作溫度，減小功耗；三是制備方法簡單，可以降低傳感器制作成本。然而，現有的二維過渡金屬硫族化合物的氣體傳感性能研究僅限于常見的幾種氣體，如氮氧化物、氨氣、氫氣和揮發性有機氣體等。且目前仍未有報道將過渡金屬硫族化合物應用于神經毒劑檢測，因此有必要探索過渡金屬硫族化合物在神經毒劑檢測領域的應用，發揮這類材料的優勢，為實現高性能的神經毒劑檢測開辟新的道路。

本領域的技術人員致力于開發二維過渡金屬硫族化合物在神經毒劑檢測中的應用，以實現在室溫下對神經毒劑的快速、靈敏、可重復的檢測。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是開發一種新的二維過渡金屬硫族化合物并將其在神經毒劑檢測中的應用，以實現在室溫下對神經毒劑的快速、靈敏、可重復的檢測。

為實現上述目的，本發明提供了一種室溫氣體傳感器在神經毒劑檢測中的應用，所述室溫氣體傳感器包括銅底座，叉指電極，所述叉指電極固定并連接在所述銅底座上，所述叉指電極表面覆蓋有傳感材料薄膜，所述傳感材料薄膜由二維過渡金屬硫族化合物制得。

進一步地，所述二維過渡金屬硫族化合物為二維硒化鎢納米片。

進一步地，所述室溫氣體傳感器的制備方法包括以下步驟：

步驟A-1、將所述二維硒化鎢納米片在乙醇中超聲分散均勻，形成二維硒化鎢分散液；

步驟A-2、將所述二維硒化鎢分散液滴涂所述叉指電極表面，在真空干燥箱中干燥，形成均勻覆蓋的所述傳感材料薄膜；

步驟A-3、將覆蓋有所述傳感材料薄膜的所述叉指電極固定在所述銅底座上，并用鋁線連接，形成室溫氣體傳感器。

進一步地，所述步驟A-1中的所述二維硒化鎢分散液的濃度為5mg/ml。

進一步地，所述二維硒化鎢分散液在所述叉指電極表面的干燥溫度為60℃，干燥時間為2h。