[发明专利]一种基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型紫外探测器的制备方法

说明书

本发明提供了一种基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型柔性紫外探测器的制备方法；包括：步骤(1)，对基底进行预处理；步骤(2)，利用浸泡法在基底上制备CFs/ZnO种子层；步骤(3)，在CFs/ZnO种子层上利用水热法制备CFs/ZnO光阳极；步骤(4)，将CFs/ZnO光阳极与对电极封装，注入电解液，得到基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型柔性紫外探测器。本发明首次提出了一种基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型紫外探测器的制备方法，将碳纤维作为基底，利用浸泡法在碳纤维表面制备CFs/ZnO种子层；并利用水热法在种子层上制备CFs/ZnO光阳极；将制备的CFs/ZnO的光阳极、对电极与参比电极封装，注入电解液，得到基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型紫外探测器，该紫外探测器柔性高，可以实现自供能，制作方法简单，制备成本低廉。

技术领域

本发明涉及紫外探测器领域；尤其涉及一种基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型紫外探测器的制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，光电信息产业的进步，紫外探测器被越来越广泛地运用于军事和生活中，例如生物分析、环境监测、火焰检测和信息存储等领域。传统紫外探测器主要分为光电导型紫外探测器、p-n结型紫外探测器、肖特基结型紫外探测器和金属-半导体-金属(MSM)型紫外探测器等。传统紫外探测器因其响应时间长、需外加电源、制备工艺复杂、生产成本高、环境依赖性高等问题严重限制了在部分特殊行业的应用与发展。

光电化学型紫外探测器因其简单的结构，优异的响应性能，可以实现自供能，工艺简单等优点被关注。光电化学型子紫外探测器主要由光阳极、对电极和电解液组成。其工作原理是：当紫外光照射到半导体光阳极时，能量大于禁带宽度的光子被吸收，电子从价带跃迁到导带，同时留下空穴，空穴扩散到半导体光阳极与电解液的界面处从还原态离子处接收一个电子，电子经外电路到达对电极。电解液中的离子扩散到对电极，在Pt的催化作用下，被传输到对电极的电子还原，产物扩散到光阳极与电解液的界面提供电子，将半导体光阳极还原，完成一个循环。

ZnO是一种直接带隙宽禁带半导体材料，电子迁移率高、熔点高且制备简单、价格低廉，从而在紫外探测领域得到广泛关注。

然而，光电化学型紫外探测器仍存在柔性较差的问题，使其应用领域和应用环境受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型紫外探测器的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型柔性紫外探测器，包括以下步骤：

步骤(1)，对基底进行预处理；

步骤(2)，利用浸泡法在基底上制备CFs/ZnO种子层；

步骤(3)，在CFs/ZnO种子层上利用水热法制备ZnO纳米棒，得CFs/ZnO光阳极；

步骤(4)，将CFs/ZnO光阳极与对电极封装，注入电解液，得到基于CFs/ZnO纳米阵列的PEC型柔性紫外探测器。

优选地，步骤(1)中，所述基底预处理具体为：将基底依次放在无水乙醇、去离子水中进行超声15min清洗，烘干即可；其中，所述基底为碳纤维。

优选地，步骤(2)中，所述利用溶胶凝胶法制备CFs/ZnO种子层的方法包括：将预处理后的基底(碳纤维)浸泡在CFs/ZnO种子液中5min，在70℃烘干2min，重复三次，得CFs/ZnO种子层；

其中，CFs/ZnO种子液的制备方法为：将2.9908g二水乙酸锌和0.8322g乙醇胺加入到15mL无水乙醇中，充分溶解，搅拌24h，得到CFs/ZnO种子液。

优选地，所述烘干后的CFs/ZnO种子层在马弗炉中升温至450℃，保持60min后随炉冷却至室温。