[發明專利]一種兼具電場感應和光場感知的功能裝置及應用

在審

• 申請號: 202111545378.6
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114236249A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 曾瑋;肖仁旺;賀新雨;陳修宇;桂鵬彬;王思亮;陳志亮;黃志祥
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01J1/42
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 孫永剛

1.一種傳感模塊，其特征在于，包括WO₃/BiVO₄/MXene工作電極、對電極和參比電極；

所述WO₃/BiVO₄/MXene工作電極包括設在FTO上的100-110nm厚的WO₃薄膜，其中單個WO₃晶體的面積為(0.5-1.0)μm×(0.1-0.5)μm，厚度為0.2-0.3μm，WO₃薄膜上為0.1-0.2μm厚的BiVO₄薄膜，BiVO₄薄膜上為20-30nm厚的MXene薄膜。

2.根據權利要求1所述的一種傳感模塊，其特征在于，所述WO₃/BiVO₄/MXene工作電極通過以下方法制備：

1)制作WO₃電極：將1.21-1.25mmol Na₂WO₄·2H₂O和1.06-1.16mmol(NH₄)₂C₂O₄·H₂O溶解在33-36mL去離子水中，攪拌中加入9-12mL HCl，繼續加入8-10mL H₂O₂溶液，攪拌持續10-15min，加入30-35mL無水C₂H₆O，攪拌持續10-15min，通過水浴加熱法在FTO上合成WO₃薄膜，然后在500-550℃退火處理2-3h；

2)制作WO₃/BiVO₄極：將0.25-0.30mmol Bi(NO₄)₂·5H₂O和0.30-0.35mmol C₁₀H₁₄O₅V溶于5-10mL由CH₃COOH和C₅H₈O₂按體積比為20:1組成的混合溶液中，在室溫下攪拌至沒有沉淀物，將20-30μL BiVO₄前驅體溶液涂覆在WO₃表面上，在室溫下干燥，然后在空氣中于150-200℃下熱處理15-20min，最后在550-600℃下進行2-2.5h退火；

3)制作WO₃/BiVO₄/MXene電極：將0.5-1.5g LiF、10-30mL HCl溶液、0.5-1.5g Ti₃AlC₂在30-40℃下攪拌23-24h，再用去離子水反復洗滌并以3000-3500r min^-1離心，超聲粉碎40-50min，最后以3000-3500r min^-1離心25-35min，得到濃度為1-3mg mL^-1MXene前驅體溶液，采用速率2000-2500r s^-1、時間為30-35s的旋涂法，在WO₃/BiVO₄基底上沉積1-3mg mL^-1MXene溶液，最終形成WO₃/BiVO₄/MXene工作電極。

3.一種兼具電場感應和光場感知的功能裝置，其特征在于，包括機械模塊、處理模塊、顯示模塊、電源管理模塊及權利要求1-2任一項所述的傳感模塊；

所述電源管理模塊分別與機械模塊、處理模塊和顯示模塊連接，并向機械模塊、處理模塊和顯示模塊供電，所述處理模塊分別與機械模塊、傳感模塊和顯示模塊連接。

4.根據權利要求3所述的一種兼具電場感應和光場感知的功能裝置，其特征在于，所述機械模塊包括擋電場板和擋光場板；

所述擋光場板用于控制光場是否作用于傳感模塊的工作電極；所述擋電場板用于控制靜電場是否作用于工作電極。