[發明專利]Co-MOF陣列膜衍生氧化鈷原型氣體傳感器及其大面積批量化制備方法和用途

在審

• 申請號: 202210230916.0
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114460144A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 朱麗萍;陳雪華
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江大學溫州研究院
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;C08J5/18;C08J7/00;C08L87/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種Co-MOF陣列膜衍生Co₃O₄原型氣體傳感器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)襯底處理：在丙酮、乙醇和去離子水中分別對襯底進行超聲清洗處理，然后氬氣吹干備用；所述襯底上設有電極；

2)Co-MOF陣列膜的制備方法：配制Co-MOF前驅體溶液，將步驟1)中清洗干凈的襯底浸入前驅體溶液中反應，在襯底表面形成Co-MOF膜，即獲得Co-MOF前驅體膜；

3)Co-MOF陣列膜衍生Co₃O₄原型氣體傳感器的制備：將步驟2)得到的Co-MOF前驅體膜直接進行熱處理，即得到Co-MOF陣列膜衍生Co₃O₄原型氣體傳感器。

2.根據權利要求1所述的Co-MOF陣列膜衍生Co₃O₄原型氣體傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中的Co-MOF前驅體溶液中溶質為硝酸鈷和2-甲基咪唑，溶劑為H₂O和DMF的混合液，DMF/H₂O的體積比為0-1/2，反應時間為0.25-24小時，反應條件為室溫。

3.根據權利要求2所述的Co-MOF陣列膜衍生Co₃O₄原型氣體傳感器的制備方法，其特征在于：當前驅體溶液中溶劑僅為H₂O時，所述Co-MOF前驅體膜為交錯排布的納米板構成的陣列膜；當溶劑為H₂O和DMF的混合液時，所述Co-MOF前驅體膜為轉變為立方柱狀或多面體結構堆積陣列膜。

4.根據權利要求1中的Co-MOF陣列膜衍生Co₃O₄原型氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述襯底為印刷有叉指電極的剛性或柔性絕緣材料，或者為透明導電玻璃，所述襯底置入前驅體溶液之前采用膠帶粘貼部分電極作為后續傳感器信號的引出部位。

5.根據權利要求1所述的Co-MOF陣列膜衍生Co₃O₄原型氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述襯底采用垂直方式浸入前驅體溶液中。

6.根據權利要求1所述的Co-MOF陣列膜衍生Co₃O₄原型氣體傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟3)中的熱處理溫度為250-450℃，時間為0.5-2小時，氣氛為空氣。

7.一種Co₃O₄原型氣體傳感器的大面積批量化制備方法，其特征在于：采用如權利要求1所述的方法，只需通過改變襯底面積、數量即能實現大面積批量化的Co₃O₄原型氣體傳感器制備。

8.一種Co₃O₄氣體傳感器，其特征在于，采用如權利要求1-7任一項所述的方法制得。

9.如權利要求8所述的Co₃O₄氣體傳感器的用途，其特征在于，所述傳感器能選擇性檢測三乙胺氣體，且具有超高靈敏度和快速響應特性。

10.根據權利要求9所述的Co₃O₄氣體傳感器的用途，其特征在于，所述傳感器在200℃工作溫度下，對100ppm三乙胺氣體實現了高達230的靈敏度；且響應時間為9s。