[发明专利]一种海绵状石墨烯/氧化锌混合结构柔性气敏传感器的制备方法

权利要求书

1.一种海绵状石墨烯/氧化锌混合结构柔性气敏传感器的制备方法，其特征是，包括步骤如下：

（一）化学气相沉积方法在泡沫金属上制备海绵状石墨烯材料

将泡沫金属放入真空反应炉加温区中，抽真空，同时加热，将氢气注入真空反应炉中，加热到预定温度100-500℃后恒温10-30分钟然后进行退火，再加热到预定温度900-1100℃后，将碳源通入真空度为3×10^-3-3×10^-6Torr真空反应炉，同时保持氢气流量不变，碳源的流量控制在1-300sccm，纯度高于99.99%；所述氢气的流量控制在1-100sccm，纯度高于99.99%，生长5-180分钟后关闭气体并降至室温即可得到直接沉积石墨烯的衬底，即石墨烯/泡沫金属；

（二）柔性海绵状石墨烯的制备及转移

将制备的石墨烯/泡沫金属浸泡在0.5-5mol/L氯化铁或硝酸铁刻蚀溶液中，控制反应时间15-1000分钟，反应温度为10-50℃，使其金属被化学置换掉变成柔性石墨烯，用柔性衬底采用印章式转移法将石墨烯捞出，自然晾干，得柔性海绵状石墨烯，所述印章式转移法具体为用柔性衬底覆盖在海绵状石墨烯上，轻压10-30秒，然后慢慢从衬底的一个侧面轻轻抬起，利用石墨烯和衬底之间的小的接触力，将石墨烯衬底捞出；

（三）三电极法在柔性衬底石墨烯上生长氧化锌纳米结构

以覆盖有柔性海绵状石墨烯的柔性衬底做阴极，铂片做对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，在浓度为1.5-5mol/L KCl填充溶液中，以浓度为1.5-5mol/L硝酸锌水溶液为电解质，在20-80℃低温下电解生长氧化锌纳米结构，得到石墨烯/氧化锌混合结构；

（四）在石墨烯/氧化锌混合结构两端制备电极材料得到相应的气敏传感器

所述的电极材料包括金属材料、可拉伸纤维电极；制备电极材料包括两种方法，其一，直接用胶带或胶水将可拉伸纤维电极不连通的粘于石墨烯/氧化锌混合结构的两端；其二是利用沉积设备直接在可拉伸石墨烯/氧化锌混合结构的两端沉积上不连通的电极材料。

2.根据权利要求1所述的一种海绵状石墨烯/氧化锌混合结构柔性气敏传感器的制备方法，其特征是，步骤（一）中所述的泡沫金属为泡沫镍、钯、钌、铱、铜中的一种或者泡沫合金；所述泡沫金属的尺寸为1cm×1cm-30cm×30cm。

3.根据权利要求1所述的一种海绵状石墨烯/氧化锌混合结构柔性气敏传感器的制备方法，其特征是，步骤（一）中所述碳源为甲烷、乙炔、乙烯中的一种或者几种。