[发明专利]一种快速QCM湿度传感器及其应用和湿度传感器的制备方法

权利要求书

1.一种快速QCM湿度传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将钼酸铵和硫脲溶解于去离子水中并进行超声搅拌，得到均匀的混合溶液，其中钼酸铵、硫脲以及去离子水的质量比为1:1.8-2:30-35；将得到的混合溶液转移到高温反应釜中采用水热法进行反应；反应完成后，用去离子水和/或无水乙醇洗涤数次后进行离心处理；收集得到二硫化钼，并将收集得到的二硫化钼在真空干燥箱中进行烘干，得到二硫化钼纳米花粉末；

步骤2：将二硫化钼纳米花粉末、氧化石墨烯以及富勒醇粉末按照1:1:1的质量比超声分散于去离子水和乙醇的混合溶液中得到浓度均为1～5mg/ml的二硫化钼溶液、氧化石墨烯溶液和富勒醇溶液，将二硫化钼溶液、氧化石墨烯溶液和富勒醇溶液按照1:1：0.2-0.8的质量比混合，并进行超声处理得到二硫化钼、氧化石墨烯和富勒醇复合分散溶液；

步骤3：通过真空镀膜法在石英晶片的第一表面上形成第一电极，在所述石英晶片的第二表面上形成第二电极，得到QCM基片；

步骤4：将步骤2中制备得到的二硫化钼、氧化石墨烯和富勒醇复合的分散液涂覆到QCM基片的第二电极表面，并在氮气中干燥6小时-24小时，得到涂覆有二硫化钼、氧化石墨烯和富勒醇复合薄膜的QCM基片；

步骤5：通过涂覆有二硫化钼、氧化石墨烯和富勒醇构成的复合薄膜的QCM基片的谐振频率变化来测量湿度。

2.根据权利要求1所述的一种快速QCM湿度传感器的制备方法，其特征在于，步骤1中钼酸铵的含量为2g-4g，硫脲的含量为4g-8g；超声搅拌的时间为30分钟-60分钟；高温反应釜中的反应温度为120℃～200℃，反应时间为6小时-12小时；离心处理的时间为5分钟-20分钟，用于离心处理的电机转速为1500rpm-3000rpm；真空干燥箱的干燥温度为60℃。

3.根据权利要求1所述的一种快速QCM湿度传感器的制备方法，其特征在于，步骤4中涂覆到QCM基片的第二电极表面的二硫化钼、氧化石墨烯和富勒醇复合分散液为1.0-8.0微升。

4.根据权利要求1所述的一种快速QCM湿度传感器的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的富勒醇粉末的粒径为15nm-20nm，氧化石墨烯的片径大于200nm。

5.根据权利要求1所述的一种快速QCM湿度传感器的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的真空镀膜法为蒸发镀膜法或溅射镀膜法。

6.根据权利要求1所述的一种快速QCM湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述第一电极和第二电极为金或银。

7.根据权利要求1所述的一种快速QCM湿度传感器的制备方法，其特征在于，步骤4中所述涂覆为滴涂法、旋涂法或喷涂法中的任意一种。

8.一种快速QCM湿度传感器，其特征在于，所述湿度传感器采用权利要求1到7任意一项所述的湿度传感器制备方法制得。

9.由权利要求1到7任意一项制备方法所制得的快速QCM湿度传感器的应用，其特征在于，通过湿度传感器对人体呼吸进行实时监测。