一种器件表面原位组装石墨烯气凝胶的制备方法及气敏应用技术

本发明专利技术涉及一种器件表面原位组装石墨烯气凝胶的制备方法及气敏应用，本发明专利技术将石墨烯气凝胶的制备过程和转移到器件表面过程合二为一，极大地简化了石墨烯气凝胶气体传感器的制备过程，最大限度地提高了石墨烯气凝胶的气体传感性能。原位组装得到的聚吡咯耦合W

Preparation and gas sensing application of in-situ assembled graphene aerogel on device surface

【技术实现步骤摘要】
一种器件表面原位组装石墨烯气凝胶的制备方法及气敏应用
本专利技术涉及石墨烯气凝胶制备和气体传感器
，具体涉及一种器件表面原位组装石墨烯气凝胶的制备方法及气敏应用。
技术介绍
石墨烯因具有高导电性，高电子迁移速率和高比表面积等特点，在众多气敏材料中脱颖而出。然而本征石墨烯气敏材料在室温下存在低灵敏度、响应缓慢、低选择性和不可逆等缺点，因此，通过引入缺陷、元素掺杂、金属/金属氧化物/聚合物功能化、三维石墨烯结构的构筑及使用微加热器等手段来提高石墨烯基气敏材料的性能。研究表明，将二维氧化石墨烯纳米片自组装成三维石墨烯湿凝胶/气凝胶材料因具有高比表面积和多级孔结构，被证实是提高石墨烯气敏性能的有效手段，比如化学功能化的石墨烯水凝胶/气凝胶、金属氧/硫化物修饰的石墨烯气凝胶等。然而目前基于三维石墨烯气凝胶的传感器的制造分两步实现(CN108680605A，CN110161080A，AdvancedFunctionalMaterials,26(2016)5158-5165，AnalyticalChemistry,87(2015)163本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种器件表面原位组装石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)W

【技术特征摘要】
1.一种器件表面原位组装石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)W18O49纳米线的制备：称取WCl6粉末，将其溶解在无水乙醇中，充分搅拌10～30min后，形成淡黄色的溶液，再添加聚乙烯吡咯烷酮PVP，并充分搅拌10-30min；
然后将制得的溶液转入反应釜中进行溶剂热反应，反应温度为160～200℃，反应时间为12～48h；将反应产物W18O49纳米线经无水乙醇和去离子水反复洗涤后备用；
2)器件表面羟基化：配制食人鱼溶液Piranha，将器件置于食人鱼溶液Piranha中，并在90℃下处理30分钟，然后用超纯水彻底冲洗并用流动的氮气干燥以获得干净的表面；
3)制备聚吡咯耦合W18O49纳米线/石墨烯水凝胶PrGOWH：将步骤1)中的W18O49纳米线与氧化石墨烯水溶液按照一定质量比混合，超声分散15～60min后，然后加入吡咯单体，超声分散15～60min；
然后将混合溶液逐滴转移到步骤2)中羟基化的器件表面进行原位组装，反应温度为20-40℃，反应时间为12～36h，在器件表面获得聚吡咯耦合W18O49纳米线/石墨烯水凝胶PrGOWH；
4)器件表面原位组装聚吡咯耦合W18O49纳米线/石墨烯气凝胶：将步骤3)中含聚吡咯耦合W18O49纳米线/石墨烯水凝胶PrGOWH的器件放入老化溶液中老化24～72h后，放入-20～-80℃的条件下冷冻12～24h，取出放入冷冻干燥设备中干燥12～72h，得到聚吡咯耦合W18O49纳米线/石墨烯气凝胶PrGOWA；
5)制备聚吡咯耦合W18O49纳米线/氮掺杂石墨烯气凝胶PGWA：将步骤4)中所得到的聚吡咯耦合W18O49纳米线/石墨烯气凝胶PrGOWA放置管式炉中，在气氛保护下，按照1～5℃/min的升温速率升至200～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵高峰，沈晓冬，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32