[发明专利]一种聚苯胺空心球/MXene复合氨气气敏材料的制备方法

权利要求书

1.一种聚苯胺空心球/MXene复合氨气气敏材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1)高分子柔性衬底的制备：将柔性PET或PI衬底剪裁成长度为20mm，宽度为10mm，分别采用去离子水、丙酮和乙醇依次进行超声洗涤，超声频率30～50KHZ，超声洗涤时间均为5～15min，干燥后用氧等离子体处理所述柔性PET或PI衬底10～30min，留待使用；

(2)纳米级磺化聚苯乙烯球模板的合成：取0.01～1.0g C₁₂H₂₅SO₄Na和0.01～0.1gNa₂CO₃溶于100ml去离子水中，充氮搅拌20～40min；再加入1～50ml苯乙烯继续搅拌20～40min；再将0.01～0.05g K₂S₂O₈加入到上述溶液，在50～80℃下搅拌反应8～36h，搅拌速度500～800rpm，用无水乙醇、去离子水交替洗涤，将产物40～60℃下真空干燥11～13h，取0.1～1.0g上述产物加入到1.0～10ml的质量分数98％的浓H₂SO₄中，在室温下搅拌反应8～12h，用去离子水、无水乙醇交替洗涤，将产物50～70℃下真空干燥11～13h，得到纳米级磺化聚苯乙烯球；

(3)制备聚苯胺空心球/MXene复合气敏材料：将50～200uL苯胺、0.1～10ml磺化聚苯乙烯水分散液和手风琴状MXene分别依次加入到100ml的1M盐酸中，所述手风琴状MXene与所述苯胺质量比1.0～30wt％，超声频率30～50KHZ，超声分散0.5～1.5h；接着将(NH₄)₂S₂O₈溶液缓慢加入上述混合液，同时放入步骤(1)处理过的PET或PI衬底，冰水浴下反应3～8h；取出所述PET或所述PI衬底，并将反应液离心收集产物，将所述PET或所述PI衬底和产物先浸入DMF中11～13h，再浸入到1M质子酸中0.5～12h，室温干燥后，产物即为聚苯胺空心球/MXene复合气敏材料，沉积了该复合气敏材料的柔性衬底即为制备的NH₃传感器。

2.根据权利要求1所述的聚苯胺空心球/MXene复合氨气气敏材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的纳米级磺化聚苯乙烯球模板的合成：取0.067g C₁₂H₂₅SO₄Na和0.033gNa₂CO₃溶于100ml去离子水中，充氮搅拌30min；再加入10ml苯乙烯继续搅拌30min；再将0.021g K₂S₂O₈加入到上述溶液，在75℃下搅拌反应20h，搅拌速度800rpm，用无水乙醇、去离子水交替洗涤，将产物50℃下真空干燥12h，取0.5g上述产物加入到5ml的质量分数98％的浓H₂SO₄中，在室温下搅拌反应10h，用去离子水、无水乙醇交替洗涤，将产物60℃下真空干燥12h，得到纳米级磺化聚苯乙烯球。

3.根据权利要求1所述的聚苯胺空心球/MXene复合氨气气敏材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中制备聚苯胺空心球/MXene复合气敏材料：将91uL苯胺、0.5ml磺化聚苯乙烯水分散液和手风琴状MXene分别依次加入到100ml的1M盐酸中，所述手风琴状MXene与所述苯胺质量比10wt％，超声频率40KHZ，超声分散1h。

4.根据权利要求1所述的聚苯胺空心球/MXene复合氨气气敏材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中接着将(NH₄)₂S₂O₈溶液缓慢加入上述混合液，同时放入步骤(1)处理过的PET或PI衬底，冰水浴下反应6h。