一种基于石墨烯量子点功能化的复合纳米薄膜材料及气敏传感元件制造技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯量子点功能化的复合纳米薄膜材料，该复合纳米薄膜材料呈薄膜状，主体为ZnO纳米片，表面覆盖有石墨烯量子点和二氧化锡量子晶粒；作为主体的ZnO纳米片呈六方状，平均边长为1.5～2.4μm，平均厚度为50～100nm；石墨烯量子点的平均尺寸为3.2～4.3nm，二氧化锡量子晶粒的平均尺寸为3.5～5.2nm。本发明专利技术综合运用水热法和后置热蒸法制备多级结构传感材料，合成方法简单，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯量子点功能化的复合纳米薄膜材料及气敏传感元件
本专利技术涉及半导体氧化物气体传感器
，尤其涉及一种采用基于石墨烯量子点功能化的复合纳米薄膜材料的气敏传感元件。
技术介绍
基于金属氧化物半导体气体传感器的无创诊断技术具有动态过程快、成本低、可移植性好等优点。呼气中生物标志物的实时检测已成为目前研究的热点。这些传感器能够通过检测人类呼出气体中含有特定挥发性有机化合物(VOCs，volatileorganiccompounds，挥发性有机物)的疾病生物标志物来诊断疾病，VOCs与特定疾病有很强的相关性。以往的研究发现，呼气中的某些生物标志物，如硫化氢气体，与口臭有关。与健康人相比，口臭患者呼出的硫化氢气体含量超过0.1ppm。近几年尽管以金属氧化物半导体材料为核心的气敏传感器对H2S气体具有不错的灵敏度，制备工艺也比较成熟，但是它们共同的缺点——室温响应速度慢，灵敏度低，且选择性差。申请号为CN201910083504.7的中国专利技术专利申请中公开了一种Pt担载的NiO敏感薄膜纳米材料的H2S气敏传感器，该传感器80℃条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯量子点功能化的复合纳米薄膜材料，其特征在于，所述复合纳米薄膜材料呈薄膜状，主体为ZnO纳米片，表面覆盖有石墨烯量子点和二氧化锡量子晶粒；所述ZnO纳米片呈六方状，平均边长为1.5～2.4μm，平均厚度为50～100nm；所述石墨烯量子点的平均尺寸为3.2～4.3nm，二氧化锡量子晶粒的平均尺寸为3.5～5.2nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯量子点功能化的复合纳米薄膜材料，其特征在于，所述复合纳米薄膜材料呈薄膜状，主体为ZnO纳米片，表面覆盖有石墨烯量子点和二氧化锡量子晶粒；所述ZnO纳米片呈六方状，平均边长为1.5～2.4μm，平均厚度为50～100nm；所述石墨烯量子点的平均尺寸为3.2～4.3nm，二氧化锡量子晶粒的平均尺寸为3.5～5.2nm。


2.根据权利要求1所述的复合纳米薄膜材料，其特征在于，所述复合纳米薄膜材料中ZnO元素占比为60～70％，石墨烯量子点元素占比为5～10％，二氧化锡量子晶粒元素占比为20～35％。


3.根据权利要求2所述的复合纳米薄膜材料，其特征在于，所述复合纳米薄膜材料中ZnO元素占比为64％，石墨烯量子点元素占比为8％，二氧化锡量子晶粒元素占比为28％。


4.权利要求1至3任一所述复合纳米薄膜材料在H2S气体检测上的应用。


5.采用权利要求1至3任一所述的复合纳米薄膜材料制备得到的气敏传感元件，其特征在于，所述气敏传感元件表面设有所述复合纳米薄膜材料。


6.根据权利要求5所述的气敏传感元件，其特征在于，所述气敏传感元件的叉指电极采用金叉指电极或铂金叉指电极；所述气敏传感元件通过以下方法制备得到：
(1)清洗气敏传感元件；
(2)在清洗后的气敏传感元件表面沉积金属锌薄膜；
(3)采用水热合成法将沉积的金属锌薄膜制备合成一维氧化锌薄膜；
(4)采用后置热蒸法制备石墨烯量子点/SnO2/ZnO多级结构传感材料；
(5)焙烧。


7.权利要求6所述复合材料的气敏传感元件，其特征在于，所述步骤(4)中采用的后置热蒸法具体步骤如下：将均匀分散有石墨烯量子点的四氯化锡混合溶液旋涂到步骤(3)得到的气敏传感元件的一维氧化锌薄膜的表面，重复干燥和旋涂3～5次后，将气敏传感元件放入密闭容器中，调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵绍峰，林纪栋，夏雨萱，刘星宇，
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