[發(fā)明專利]基于MXene/In2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111491164.5
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114113243B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 何婷婷;劉志;孫浩宇;李曉干;黃寶玉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 遼寧鴻文知識產權代理有限公司 21102
• 代理人: 苗青

1.一種基于MXene/In₂O₃氨氣傳感器及制備方法，主要由氣敏材料和電極板組成；所述氣敏材料涂覆在所述電極板表面，涂覆厚度為1μm～100μm；所述氣敏材料的成分為層狀MXene/In₂O₃異質結材料；其特征在于，所述MXene/In₂O₃異質結材料中的In₂O₃通過溶劑熱法制得的，In₂O₃的粒徑為15～30nm；所述MXene/In₂O₃異質結材料通過自然沉積-微波處理法制得，MXene/In₂O₃異質結材料為多層狀，所述MXene的直徑為2～4μm，多層厚度為60～100nm，單層厚度為0.6～0.8nm。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于MXene/In₂O₃氨氣傳感器，其特征在于，所述電極板為叉指電極板和為基于LTCC工藝的制備的LC諧振器，LC諧振器的尺寸為25mm×25mm×1mm；線圈匝數(shù)為1～10匝；LC諧振器長度為15mm，寬度為1mm，裂環(huán)開口為2mm，雙環(huán)間距為2mm。

3.一種基于MXene/In₂O₃氨氣傳感器的制備方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一，制備納米級In₂O₃材料：將In(NO₃)₃·xH₂O、乙醇和氨水混合，連續(xù)攪拌成含In³⁺離子物質的量濃度為0.02mol/L～0.06mol/L的分散液；將分散液裝進反應釜，置于馬弗爐中，升溫速度2～6℃/min，反應溫度為90℃～120℃，反應時間為20h～28h，降溫速度2～6℃/min，將所得產物用離心機分離后分別用去離子水和無水乙醇反復洗滌，收集粉末置于60℃～80℃溫度條件下干燥6h～24h；將干燥后的粉末置于馬弗爐中煅燒后得到白色In₂O₃粉末，煅燒溫度為400℃～600℃，煅燒時間為1h～4h；

步驟二，制備MXene/In₂O₃異質結材料：將MXene材料與步驟一得到的In₂O₃按照質量分數(shù)比為1:3～3:2混合，手工研磨10min～40min，再將研磨后的粉末分散到去離子水中，超聲20min～60min后，攪拌1h～3h；將懸濁液經過微波處理1h～3h后放置在干燥箱中60℃～80℃干燥6h～24h，得到MXene/In₂O₃異質結材料粉末；

步驟三，制備MXene/In₂O₃異質結電阻傳感器：將步驟二中得到的MXene/In₂O₃異質結材料粉末手工研磨5min～15min，再將研磨后的粉末分散到去離子水中，超聲處理成8mg/ml～12mg/ml的分散液；

取分散液涂覆到所述叉指電極板表面，放置在干燥箱60℃～80℃干燥6h～24h，得到氨氣氣體傳感器；

或將傳感器電感部分用膠帶覆蓋后，取分散液涂覆到LC電極板表面，然后放置在干燥箱60℃～80℃干燥6h～24h，再將膠帶取下，得到無源無線氨氣氣體傳感器。

4.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，氨水在分散液中的的質量百分濃度為25％。

5.根據(jù)權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟二中，MXene和In₂O₃質量分數(shù)比為2:3，手工研磨時間為10min，超聲時間為30min，磁力攪拌時間為3h，微波處理時間為1h，干燥溫度為60℃，干燥時間為6h。