[發(fā)明專利]一種紫外光激發(fā)的納米纖維素柔性氣敏傳感器的制備方法

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• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112630181A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童欣;任海波;伍金寶;楊遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33
• 代理公司: 杭州萬合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 丁海華;萬珠明

本發(fā)明公開了一種紫外光激發(fā)的納米纖維素柔性氣敏傳感器的制備方法，包括以下步驟：S1、將半導(dǎo)體納米顆粒加入納米纖維素懸浮液，超聲混合5?10min，形成混合懸浮液；混合懸浮液中的半導(dǎo)體納米顆粒與納米纖維素固含量的質(zhì)量比1：10?100，半導(dǎo)體納米顆粒的禁帶寬度范圍為3.1eV?6.2eV；S2、采用0.05?0.2μm微孔濾膜進(jìn)行真空抽濾，先加入0.5?2份混合懸浮液進(jìn)行真空抽濾，再加入10?20份的混合懸浮液進(jìn)行真空抽濾得到中間體，再將中間體放入烘箱中以50?70℃加壓干燥2?5h，得到納米復(fù)合膜；S3、利用真空離子濺射法在納米復(fù)合膜表面將金材料制成叉指電極，并引入引腳制得氣敏傳感器。本發(fā)明可以形成一體化柔性納米復(fù)合膜，保證了氣敏傳感器的性能同時延長了使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣敏傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種紫外光激發(fā)的納米纖維素柔性氣敏傳感器的制備方法。

背景技術(shù)

隨著科技的快速發(fā)展，人們生活水平有了顯著提升。隨之出現(xiàn)的空氣污染問題，給人們的生活造成了巨大的威脅和傷害，智能可穿戴技術(shù)的發(fā)展也使得人們對可穿戴氣敏傳感器的需求日漸提升。

目前使用的微電機(jī)系統(tǒng)MEMS工藝制作方法，導(dǎo)致氣敏傳感器尺寸較大。并且，傳統(tǒng)剛性基底的柔韌性都比較差，無法做到隨意彎曲。一般氣敏傳感器的組裝過程都是在基底材料表面加工電極，再添加氣敏材料，過程繁瑣。同時，傳統(tǒng)的氣敏傳感器還需要加熱至300℃到500℃才能正常使用，這些都導(dǎo)致其不便于穿戴。此外，傳統(tǒng)的氣敏傳感器基底一般很難降解，長此以往會聚集大量的廢棄物，將會給環(huán)境造成巨大的污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種紫外光激發(fā)的納米纖維素柔性氣敏傳感器的制備方法。本發(fā)明可以形成一體化柔性納米復(fù)合膜，保證了氣敏傳感器的性能同時延長了使用壽命。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：一種紫外光激發(fā)的納米纖維素柔性氣敏傳感器的制備方法，包括以下步驟：

S1、將半導(dǎo)體納米顆粒加入濃度為1-3wt％的納米纖維素懸浮液，超聲混合5-10min，形成混合懸浮液；其中混合懸浮液中的半導(dǎo)體納米顆粒與納米纖維素固含量的質(zhì)量比1：10-100，半導(dǎo)體納米顆粒的禁帶寬度范圍為3.1eV-6.2eV；

S2、采用0.05-0.2μm微孔濾膜進(jìn)行真空抽濾，先加入0.5-2份納米纖維素懸浮液進(jìn)行真空抽濾，形成一層納米纖維素薄膜，防止半導(dǎo)體納米顆粒穿透微孔濾膜，再加入10-20份的納米纖維素懸浮液進(jìn)行真空抽濾得到中間體，再將中間體放入烘箱中以50-70℃加壓干燥2-5h，得到納米復(fù)合膜；

S3、利用真空離子濺射法在納米復(fù)合膜表面將金材料制成叉指電極，并引入引腳制得氣敏傳感器。

上述的紫外光激發(fā)的納米纖維素柔性氣敏傳感器的制備方法，包括以下步驟：

S1、將半導(dǎo)體納米顆粒加入濃度為2wt％的納米纖維素懸浮液中，超聲混合8min，形成混合懸浮液；其中混合懸浮液中的半導(dǎo)體納米顆粒與納米纖維素固含量的質(zhì)量比1：50；半導(dǎo)體納米顆粒的禁帶寬度范圍為3.1eV-6.2eV；

S2、采用0.1μm微孔濾膜進(jìn)行真空抽濾，先加入1份納米纖維素懸浮液進(jìn)行真空抽濾，形成一層納米纖維素薄膜，防止半導(dǎo)體納米顆粒穿透微孔濾膜，再加入15份的納米纖維素懸浮液進(jìn)行真空抽濾得到中間體，再將中間體放入烘箱中以60℃加壓干燥4h，得到納米復(fù)合膜；

S3、利用真空離子濺射法在納米復(fù)合膜表面將金材料制成叉指電極，并引入引腳制得氣敏傳感器。

前述的紫外光激發(fā)的納米纖維素柔性氣敏傳感器的制備方法，所述的半導(dǎo)體納米顆粒為二氧化鈦納米顆粒、氧化鎵納米顆粒、氧化錳納米顆粒、氧化砷納米顆粒、氧化鋅納米顆粒、氧化鉻納米顆粒或氧化鎳納米顆粒中的一種。

前述的紫外光激發(fā)的納米纖維素柔性氣敏傳感器的制備方法，所述的半導(dǎo)體納米顆粒為二氧化鈦納米顆粒。