[发明专利]一种基于MoS2

说明书

本发明公开了一种基于MoS₂‑PbS复合材料的室温NO₂气体传感器的制备方法，包括以下步骤：将银/钯叉指电极放置在氧化铝陶瓷基底上并连接外接引脚；将MoS₂‑PbS复合材料溶于无水乙醇中，然后进行超声分散处理，使溶液分散均匀，得到悬浊液；用胶头滴管吸取分散均匀后的悬浊液，然后滴1滴至银/钯叉指电极上，再将器件放置于烘箱中加热，待乙醇蒸发后再次用胶头滴管滴1滴至银/钯叉指电极上，重复若干次，得到基于MoS₂‑PbS复合材料的室温NO₂气体传感器。本发明利用简单的水热法结合化学沉淀法制备了MoS₂‑PbS复合材料，制备过程简单，反应条件对所需仪器要求低、工艺简单、成本低。

技术领域

本发明涉及一种半导体气体传感器，特别涉及一种基于MoS₂-PbS复合材料的室温NO₂气体传感器及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，大量的有毒有害气体被排放，环境空气质量问题已经成为人们广泛的关注点。NO₂是一种影响空气质量的重要污染物，主要来源于车辆尾气排放和工业废气。高浓度的NO₂会引起多种环境问题，它是造成PM2.5大气污染的原因之一，是形成光化学烟雾的主要因素，同时也是酸雨的来源之一。当浓度超过200μg/m³(约等于0.1ppm)时，NO₂会刺激呼吸器官，引起毒性作用，造成支气管类型疾病的发作，严重危害人体健康。因此，研制具有高选择性、高灵敏度和低检出限的NO₂气体传感器以实现对环境中NO₂气体的高效检测具有十分重要的意义。

传统的半导体气体传感器多采用ZnO、SnO₂等简单金属氧化物为敏感材料，这些材料虽然在气体传感器领域中已经获得了比较广泛的应用，但仍存在一定的不足，如选择性较差、工作温度高等。在探测易燃易爆气体时，较高的工作温度极易成为一个重大的安全隐患，可能造成目标气体燃烧乃至爆炸的重大后果，从而限制了这类半导体气体传感器的发展。以MoS₂为代表的过渡金属硫族化合物(TMDs)二维材料因其独特的层状结构及对气体分子表现出良好的吸附特性，使其在室温气体传感器领域展现出巨大的应用前景。随着研究的深入，TMDs二维材料因在室温下脱附困难、在空气环境中易被氧化、降低载流子浓度和载流子迁移率，导致其性能不稳定的现象，从而使得TMDs气体传感器在响应值、响应/恢复特性和器件稳定性等方面仍存在挑战。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种灵敏度高、响应速度快的基于 MoS₂-PbS复合材料的室温NO₂气体传感器，并提供其制备方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于MoS₂-PbS复合材料的室温 NO₂气体传感器，包括氧化铝陶瓷基底；设置在氧化铝陶瓷基底的若干对银/钯叉指电极；设置在银/钯叉指电极上的外接引脚；滴涂在银/钯叉指电极上的敏感材料；所述敏感材料为MoS₂-PbS复合材料。

上述基于MoS₂-PbS复合材料的室温NO₂气体传感器，所述MoS₂-PbS复合材料中MoS₂与PbS的质量比为10:1。

上述基于MoS₂-PbS复合材料的室温NO₂气体传感器，所述MoS₂-PbS复合材料中的MoS₂为二维MoS₂纳米片自组装而成的蓬松状类球状结构，PbS是以量子点的形式附着在MoS₂上，且PbS量子点的尺寸在5～20nm之间。