复合气敏材料及其制备方法与气体传感器及其应用技术

本发明专利技术公开了一种复合气敏材料，包括多层还原氧化石墨烯，还原氧化石墨烯表面负载有零维氧化亚铜量子点，相邻两层还原氧化石墨烯之间填充有一维氧化亚铜纳米线和\或三维氧化亚铜纳米颗粒。还公开了一种制备方法，包括制备醋酸铜溶液与氧化石墨烯分散液的混合溶液，向混合溶液中滴加氢氧化钠溶液，得到褐绿色沉淀，将该沉淀加入还原剂溶液中进行加热反应，得到黑色沉淀，清洗并封存黑色沉淀得到复合气敏材料。还公开了采用复合气敏材料制成的气体传感器以及气体传感器的应用。本发明专利技术解决现有技术中的气敏材料需要借助辅助手段才能在响应气体的技术问题，能够提高在常温下对二氧化氮的灵敏度，还能够在常温下响应氨气。

【技术实现步骤摘要】
复合气敏材料及其制备方法与气体传感器及其应用
本专利技术属于气敏材料与气体传感器

技术介绍
二氧化氮是工业、农业以及卫生领域常见的一种有毒气体，如何高效准确的检测有毒气体已经成为气敏领域亟待解决的重要问题。在目前主流的气体检测方法中，基于金属氧化物半导体气体传感器已经广泛应用于气体检测，但是传统的半导体气体传感器却需要工作在高温或辅助光辐射等外加条件下。相对于其他金属氧化物，氧化亚铜作为一种典型的P型半导体，因其突出的光电特性，被广泛应用于光催化，太阳能电池以及气体传感等领域。然而，从能耗以及安全的角度考虑，高温工作环境依旧是制约金属氧化物气体传感器应用的重要因素。在过去的十几年间，研究者们致力于将石墨烯，碳纳米管等高电导材料掺杂进金属氧化物中以提高他们在气敏领域的性能。其中，还原氧化石墨烯兼具有石墨烯的高导电性能和氧化石墨烯较多的化学吸附位，具有气体传感的潜力。现已证明还原氧化石墨烯因其在常温下良好的导电性、可探测的电阻变化，以及高的比表面积等特性，可以组成性能良好的常温气体传感器。到目前为止，不同的石墨烯金属氧化物复合材料被开发用于气体传感。就现阶段，大部分的传感材料只本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合气敏材料，其特征在于：包括还原氧化石墨烯，还原氧化石墨烯表面负载有零维氧化亚铜量子点；还原氧化石墨烯为多层还原氧化石墨烯，相邻两层还原氧化石墨烯之间填充有支撑材料，所述支撑材料包括一维氧化亚铜纳米线和\或三维氧化亚铜纳米颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种复合气敏材料，其特征在于：包括还原氧化石墨烯，还原氧化石墨烯表面负载有零维氧化亚铜量子点；还原氧化石墨烯为多层还原氧化石墨烯，相邻两层还原氧化石墨烯之间填充有支撑材料，所述支撑材料包括一维氧化亚铜纳米线和\或三维氧化亚铜纳米颗粒。2.一种如权利要求1所述的复合气敏材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：取醋酸铜加入超纯水中配置成醋酸铜溶液，并将该醋酸铜溶液加入氧化石墨烯分散液中进行超声混合，从而得到混合溶液；步骤2：逐滴加入氢氧化钠溶液至步骤1中的混合溶液中，然后静置得到褐绿色沉淀，即含有氢氧化铜与氧化石墨烯的复合材料；步骤3：将步骤2中得到的褐绿色沉淀加入还原剂溶液中并加热至76～96℃，保温10～15小时进行充分反应，反应完成后自然冷却，得到黑色沉淀，即含有零维氧化亚铜量子点、一维氧化亚铜纳米线、三维氧化亚铜纳米颗粒与还原氧化石墨烯的复合材料；步骤4：清洗步骤3中的黑色沉淀，并封存在乙醇中，从而得到含有还原氧化石墨烯、零维氧化亚铜量子点、一维氧化亚铜纳米线与三维氧化亚铜纳米颗粒的气敏复合材料。3.根据权利要求2所述的复合气敏材料的制备方法，其特征在于：通过调控醋酸铜的量来改变气敏材料中一维氧化亚铜纳米线的量；通过调控氧化石墨烯的量来控制零维氧化亚铜量子点的分布密度；通过调控还原剂的量来控制化学反应平衡点，从而控制三维氧化亚铜纳米颗粒的分布密度；醋酸铜溶液的浓度为2～4mg/ml；氧化石墨烯分散液的浓度为0.1～0.2mg/ml；氢氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永彩，朱相宜，周泳，高潮，任浩，彭波，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50