[发明专利]一种对NO2

说明书

本发明公开了一种对NO2敏感的具有三维核壳结构的复合气敏材料的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）使用水热法制备γ‑Fe₂O₃微球；（2）在γ‑Fe₂O₃微球基础上利用静电自组装法再制备γ‑Fe₂O₃@GO三维核壳结构的纳米复合材料；（3）然后对γ‑Fe₂O₃@GO进行原位热还原以制备γ‑Fe₂O₃@RGO，用于NO₂气敏性能测试。该方法制备具有三维核壳结构的复合气敏材料对NO₂具有很高的灵敏度以及很低的检测极限。本发明操作简便，反应条件简易，可用于大规模的制备器皿传感器元器件，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及在传感器元器件上制备气敏材料的方法，尤其涉及一种对NO2敏感的具有三维核壳结构的复合气敏材料的制备方法。

背景技术

气体传感器是用来检测气体的成分和含量的传感器。一般认为，气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。

传感技术是当今世界发展最为迅速的高新技术之一。自上世纪70年代末以来，由于电子计算机技术和人工智能的高速发展，以及对自然生态环境的保护，世界各国普遍重视了传感器的研究开发工作。近年来，随着科技水平和工业化进程的快速发展，各种有毒有害气体的泄漏、排放超标变得十分普遍。这不仅对人类或动物的健康产生不利影响，同时还会危及周围的生态环境，造成无法修复的破坏。为了保护生态环境和人身安全，气体检测在地震预报、矿井安全、石油勘探、医疗卫生、污染源检测、化工过程控制、冶金等传统工业乃至现在所有的新技术革命带头学科如生物科学、微电子学、新型材料等领域均有着越来越广泛的应用。最值得关注的是，随着工业生产规模逐渐扩大，产品的种类逐渐增多，在生产中使用的气体原料和在生产过程中产生的气体种类和数量也在不断增加，例如丙酮，液化石油气、城市煤气、天然气，二氧化氮（NO₂）等[2-3]。这些气体中有些是易燃易爆的，有些是有毒有害的，一旦泄露到空气中就会严重地污染环境并发生爆炸、火灾及存在使人中毒的潜在危险。为了确保安全，防患于未然，就需要对各种气体进行检测和定量分析。

因此，对气体传感器技术的发展要求日益增长，对气体传感器研究和开发尤为重要。

发明内容

发明目的：提供一种对NO2敏感的具有三维核壳结构的复合气敏材料的制备方法，以解决背景技术中所涉及的问题。

技术方案：一种对NO2敏感的具有三维核壳结构的复合气敏材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（1）、利用水热法制备γ-Fe₂O₃微球；

步骤（2）、对制备的γ-Fe₂O₃微球进行改性，使γ-Fe₂O₃微球表面带上正电荷；

步骤（3）、将GO与γ-Fe₂O₃微球进行复合，使GO包覆γ-Fe₂O₃微球，以形成γ-Fe₂O₃@GO三维核壳结构；

步骤（4）、利用滴涂法，将γ-Fe₂O₃@GO复合材料均匀地沉积在气体传感器叉指电极基底上；

步骤（5）、对γ-Fe₂O₃@GO进行原位热还原，以获得γ-Fe₂O₃@RGO气体传感器，并对NO₂进行气敏性能测试。

在进一步的实施例中，步骤（1）所述的水热法所使用的温度为200℃，时长为18h。