一种基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜及其制备方法和在气体传感器中的应用技术

本发明专利技术属于高分子复合材料及传感器领域，具体涉及一种基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜及其制备方法和在气体传感器中的应用。首先通过将单体、交联剂和引发剂进行自由基共聚合反应，得到具有三维交联网络结构的有机微凝胶；再采用层层自组装的制备工艺，以旋涂的方法制备基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜，作为石英晶体微天平(QCM)的有效涂层。基于QCM技术，进行敏感材料对有机气体的气敏测试。结果表明敏感材料对有机被测物具有良好的吸附效果且具有一定的选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜及其制备方法和在气体传感器中的应用
本专利技术属于高分子复合材料领域，具体涉及一种基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜的制备及传感应用。通过该制备方法得到功能聚合物薄膜，利用QCM技术，能够对痕量的有机被测物进行实时在线监测，可以通过共振频率和半峰宽的曲线变化观察功能聚合物薄膜与有机被测物之间的相互作用。
技术介绍
碳氢化合物是造成环境污染地主要化学成分，如何快速有效地检测有机物，迫在眉睫。目前常用的检测手段有光学检测和电化学检测，石英晶体微天平(QCM)是近年来逐渐受到关注的新型检测手段。QCM具有非常高的灵敏度，可以测到纳米范围内的薄膜厚度变化和纳克范围内的痕量物质质量的变化，无需进行荧光标记，因而受到研究者的广泛关注。二维材料如石墨烯、二硫化钼等，在导电性、机械特性、电子运输能力、比表面积等方面具有许多优异的性能，从而有望成为制作新型传感器的敏感材料，其二维结构使得它很适用于使用在传感器之中。然而单一的无机材料对有机被测物的选择性较差。功能聚合物，是能够对外界环境中的微小刺激产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜，其特征在于：所述的聚合物薄膜是由二维材料和微凝胶进行自组装而成，其中所述的微凝胶由式A1所示的丙烯酰胺或丙烯酸类有机单体反应得到，式A2为无机二维材料；/n

【技术特征摘要】
1.一种基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜，其特征在于：所述的聚合物薄膜是由二维材料和微凝胶进行自组装而成，其中所述的微凝胶由式A1所示的丙烯酰胺或丙烯酸类有机单体反应得到，式A2为无机二维材料；



其中：R1为H、-CH3或-CH2CH3；
R2为-OH、-NH2、-N(CH3)2、(CH3)3CNH-、HOCH2NH-或-OCH2CH2N(CH3)2MoS2、GO或MxeneA2。


2.如权利要求1所述的基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜，其特征在于：所述的有机单体A1为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种以上单体的混合物。


3.如权利要求1所述的基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜，其特征在于:所述的二维材料A2为二硫化钼、氧化石墨烯、Mxene(过渡金属碳/氮化物)材料中的一种，其片径范围为50nm-1μm。


4.如权利要求1所述的基于二维材料的有机/无机功能聚合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
(1)将A1所示的有机单体、交联剂、引发剂溶解在去离子水中预溶解，随后鼓氮气除氧，升温至50-70℃，加入引发剂后在50-70℃恒温条件下进行自由基聚合和交联反应6-24小时；反应后利用透析袋透析3-5天，去除未反应的单体和其他小分子，制得具有三维交联网络结构的有机微凝胶颗粒；
(2)将在步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴银秋，曹峥，王凯伦，罗可铭，高洪鑫，张杨，王倩，常嫄，黎涛，成骏峰，刘春林，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32