[发明专利]基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备方法

权利要求书

1.一种基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器无件的制备方法，具有如下步骤：

(1)模板的清洗：

将多孔氧化铝模板用丙酮溶剂浸泡30分钟取出，再放入无水乙醇中超声清洗5分钟，烘干备用；

(2)多孔氧化钨薄膜的制备：

将洁净的模板置于超高真空对靶磁控溅射设备的真空室，采用质量纯度为99.9％的金属钨作为靶材，以质量纯度为99.999％的氩气作为工作气体，质量纯度为99.999％的氧气作为反应气体在步骤(1)备用的多孔氧化铝模板之上溅射沉积多孔氧化钨薄膜；

(3)碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的制备：

a)以步骤(2)沉积得到的多孔模板/多孔氧化钨薄膜结构作为阴极，电泳沉积碳纳米管薄膜，所述电泳沉积工艺：电泳电压为30～100V，电泳时间为0.5～10min，阴极与阳极的间距为1～5cm，电泳液预沉降时间30min～2h，电泳液预超声分散时间1～2h；电泳液使用水、异丙醇和正丁醇中的任意一种作为分散剂；电泳时的阳极可以是铜电极、铝电极、不锈钢电极中的任意一种；碳纳米管为单壁或多壁碳管，在使用前预研磨1h；

b)除去沉积在多孔氧化钨薄膜表面的多余碳纳米管，空气中放置10min，60℃干燥1h；

c)在程序烧结炉中于400-600℃空气气氛热处理3-4小时，控制升温速率小于2.5°/min，制得碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构薄膜。

(4)基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备：

利用射频磁控溅射法在步骤(3)中获得的碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构薄膜表面沉积铂点电极，形成气敏传感器元件。

2.根据权利要求1的基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的多孔氧化钨薄膜的制备条件为：本体真空度为(2～3)×10^-4Pa，溅射工作气压为2～3Pa，氩/氧气体流量比为4～6，溅射功率80～100W，溅射时间为20～60min；采用的氧化铝模板的孔径范围为40～200纳米。

3.根据权利要求1的基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)a)中优选的分散剂为异丙醇；所述步骤(3)c)中在程序烧结炉中空气气氛热处理的最佳温度为400-500℃。

4.根据权利要求1的基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的铂电极厚度为100-150纳米。