石墨烯-聚合物微米线阵列和气体传感器以及它们的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯-聚合物微米线阵列和气体传感器以及它们的制备方法和应用。石墨烯-聚合物微米线阵列包括石墨烯微米线阵列以及包覆在其上的聚合物薄膜层。石墨烯微米线阵列呈一维分布且相互平行，并沿一维分布的方向延伸。本发明专利技术制备的石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器，克服了现有技术中单纯地利用聚合物膜制备气体传感器时成本高，工艺复杂，检测效率不高、灵敏度差、溶胀后检测通路受限及需要特殊仪器设备的缺陷，具有优良的可加工性能，并且可大面积制备，从而保证了高的检测灵敏度、选择性和性能稳定性。该方法能够在制备过程中调节石墨烯-聚合物微米线阵列的宽度，有望在食品监测、大气污染物监测等方面展开广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯-聚合物微米线阵列和气体传感器以及它们的制备方法和应用
本专利技术属于传感器件制备
，尤其是涉及一种石墨烯-聚合物微米线阵列和气体传感器以及它们的制备方法和应用。
技术介绍
气体传感器作为一种高灵敏，高选择性检测气体的手段，自上世纪30年代以来，得到了较为广泛的研究。但是，该领域无论是在产业应用还是基础研究方面，都到了升级换代的关键时刻。一方面，随着近年来影响人类健康和生活水平的事件频发，如温室效应，臭氧层破坏等，对可检测气体种类的要求增多。从最初的还原性气体，如氢气，甲烷等，拓展到毒性气体一氧化碳、一氧化氮等及食品有关气体。另一方面，对传感器的检测限、灵敏度、重复性和稳定性、低成本等的要求增高，毫无疑问就对气体传感器，例如基于聚合物的气体传感器的制备提出了新的挑战。气体传感器中应用较为广泛的主要是基于聚合物的气体传感器，该气体传感器可以通过调节聚合物和可塑剂的种类来调节可检测气体种类，大大提高了气体传感器设计方面的灵活性。而聚合物主要以聚合物膜的形式使用，但目前普遍使用的基于聚合物膜的气体传感器在吸收气体后聚合物膜容易发生溶胀，影响检测通路。此类问题得到了研究机构和工业本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯‑聚合物微米线阵列，包括：石墨烯微米线阵列(20)，其呈一维分布且相互平行，并沿一维分布的方向延伸；以及包覆在所述石墨烯微米线阵列(20)上的聚合物薄膜层(30)。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯-聚合物微米线阵列，包括：石墨烯微米线阵列(20)，其呈一维分布且相互平行，并沿一维分布的方向延伸；以及包覆在所述石墨烯微米线阵列(20)上的聚合物薄膜层(30)。2.根据权利要求1所述的石墨烯-聚合物微米线阵列，其特征在于，所述包覆聚合物薄膜层的石墨烯微米线之间的间距为1～15μm，优选2～10μm；所述包覆聚合物薄膜层的石墨烯微米线的宽度为2～20μm；优选地，所述石墨烯-聚合物微米线阵列的面积高达10×10cm2；优选地，所述聚合物选自聚甲基苯乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚ε-己内酯和聚环氧乙烷中的一种或多种。3.一种石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器，包括基底(10)以及布置在所述基底(10)上的石墨烯-聚合物微米线阵列；其中，所述石墨烯-聚合物微米线阵列为权利要求1或2所述的石墨烯-聚合物微米线阵列。4.根据权利要求3所述的石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器，其特征在于，所述基底(10)为硅片或导电玻璃片；优选地，所述聚合物选自聚甲基苯乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚ε-己内酯和聚环氧乙烷中的一种或多种。5.一种石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器的制备方法，包括以下步骤：S1、采用液桥诱导法制备石墨烯微米线阵列(20)；以及S2、在所述石墨烯微米线阵列(20)上包覆聚合物薄膜层(30)，形成所述石墨烯-聚合物微米线阵列，从而得到所述石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、设置基底(10)，并将石墨烯超声分散于第一溶剂中成石墨烯分散液，将所述石墨烯分散液设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚晓楠，姜翔宇，苏彬，江雷，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11