[發明專利]一種二氧化氮氣體傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110848389.5
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113567518A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 臺國安;侯闖
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高玲玲

1.一種二氧化氮氣體傳感器，其特征在于：所述二氧化氮氣體傳感器采用將硼烯或硼烯的異質結構沉積在傳感器電極芯片上。

2.根據權利要求1所述的二氧化氮氣體傳感器，其特征在于：所述硼烯的異質結構中的二維層狀材料為石墨、氮化硼、黑磷、過渡金屬二硫族化合物或過渡族金屬碳化物。

3.一種根據權利要求1或2所述的二氧化氮氣體傳感器的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將固體硼源置于真空反應裝置中，在還原性氣氛中400～1100℃熱分解處理600～300min，再經多次超聲離心清洗后，得到高質量的硼烯納米片；

(2)將體相材料在有機溶劑中分散，之后進行超聲剝離，確保超聲過程的溫度保持恒定，體相材料剝離得二維層狀材料原始分散液，通過離心處理，分離未剝離的塊體，將分離液烘干得二維層狀材料；

(3)將硼烯納米片或硼烯納米片和二維層狀材料混合物分散于乙醇溶液中，超聲振蕩30min至分散均勻，得到硼烯基納米材料乙醇懸浮液；

(4)將傳感電極芯片置于手套箱60～150℃加熱板上，用移液槍將硼烯基納米材料乙醇懸浮液滴涂到叉指電極芯片表面，令硼烯基納米材料乙醇懸浮液均勻覆蓋在電極芯片；加熱60～240min使乙醇溶液揮發完，硼烯基納米材料沉積到電極芯片表面形成傳感器膜連通傳感電極；

(5)將傳感電極芯片采用引線鍵合技術連線到封裝基板上，最終制作成傳感器。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述硼源為硼氫化鈉、硼氫化鋰、硼氫化鉀、硼氘化鈉、氰基硼氫鈉、四甲基硼氫化銨、四甲基三乙酰氧硼氫化銨、三仲丁基硼氫化鋰、雙(三苯基膦)硼氫化亞銅、四丁基硼氫化銨、三乙基硼氫化鋰、三仲丁基硼氫化鋰、三戊基硼氫化鋰、三(3，5-二甲基-1-吡唑基)硼氫化鉀、四正丁基硼氫化銨、三異丁基硼氫化鉀或芐基三苯基膦硼氫化物。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述體相材料為石墨、氮化硼、黑磷、過渡金屬二硫族化合物或過渡族金屬碳化物。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、N,N-二甲基丙烯酰胺或四甲基脲。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中超聲剝離采用超聲清洗機，超聲功率范圍為50～600W，超聲時間范圍為0.5～50h。

8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中超聲剝離采用冷卻水循環系統確保超聲過程的溫度保持恒定，控制超聲水浴的溫度為20～80℃。

9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中硼烯納米片和二維層狀材料質量比為1:0～1:20。

10.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述硼烯基納米材料乙醇懸浮液的質量濃度范圍為0.1～100mg/mL。