[发明专利]基于聚苯胺/石墨烯纳米带/二氧化硅/硅的氨气传感器

权利要求书

1.基于聚苯胺/石墨烯纳米带/二氧化硅/硅的氨气传感器，其特征在于：从下到上依次包括二氧化硅层(3)覆盖的硅衬底(2)、采用转印法在硅衬底(2)上覆盖的一层石墨烯纳米带薄膜(4)、利用化学法在石墨烯纳米带薄膜(4)上生长的聚苯胺薄膜(5)。

2.依据权利要求1所述的基于聚苯胺/石墨烯纳米带/二氧化硅/硅的氨气传感器，其特征在于：聚苯胺薄膜(5)上的银胶(6)和硅衬底背面的铟金属层(1)分别作为上、下电极，在铟点电极(7)、(10)接点处连接电源线，串联接通直流电源(8)和电流表(9)，直流电源(8)的电压为1伏。

3.依据权利要求1所述的基于聚苯胺/石墨烯纳米带/二氧化硅/硅的氨气传感器的制备方法，其步骤如下：

(1)将2.5毫克氧化纵向剥离多壁碳纳米管制备的氧化石墨烯纳米带加入30毫升去离子水中，超声(功率为40瓦)分散5分钟，得到氧化石墨烯纳米带溶液；

(2)将步骤(1)中所述的氧化石墨烯纳米带溶液置于滤膜(醋酸纤维素滤膜)孔径为0.44微米的抽滤装置中，真空抽滤，使滤纸上表面均匀附着一层氧化石墨烯纳米带薄膜，将滤纸取出，在80℃下干燥1小时，之后将滤纸浸渍在去离子水中使其保持湿润；

(3)依次用乙醇、丙酮和去离子水在超声波(功率为100瓦)中清洗硅片5分钟；

(4)将上述步骤(2)中制备的滤纸进行裁剪，得到边长为1厘米的正方形滤纸片，使用转印的方法，将滤纸贴在硅衬底上，使滤纸的上表面与衬底接触，将重量为2千克的不锈钢砝码压在滤纸上以增强滤纸与衬底之间的粘合力，在60℃下干燥4小时，取走砝码，使用丙酮溶液洗掉滤纸，得到氧化石墨烯纳米带/二氧化硅/硅材料；

(5)将上述步骤(4)中制备的氧化石墨烯/二氧化硅/硅材料置于管式炉中，通入氮气，加热到300℃，保温2小时，得到低温还原的石墨烯纳米带/二氧化硅/硅材料；

(6)将183.5微升苯胺，5毫升盐酸(浓度为1摩尔/升)和60毫升去离子水混合搅拌得到酸性苯胺溶液，同时，将0.45克过硫酸铵与40毫升去离子水混合搅拌得到过硫酸铵水溶液；

(7)将上述步骤(6)中配制的酸性苯胺溶液与过硫酸铵水溶液快速混合搅拌，将上述步骤(5)中制备的石墨烯纳米带/二氧化硅/硅材料浸入混合溶液中，在保持0-5℃的温度下慢速搅拌2小时后，取出样品，用去离子水反复冲洗并吹干，得到聚苯胺/石墨烯纳米带/二氧化硅/硅材料；

(8)在上述步骤(7)中制备的聚苯胺/石墨烯纳米带/二氧化硅/硅材料的聚苯胺薄膜表面滴涂面积小于聚苯胺薄膜的银胶作为上电极，并在硅衬底的背面刷涂铟金属层作为下电极。