一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器，包括传感基柱以及涂覆于所述传感基柱表面的二硫化钒纳米片；所述二硫化钒纳米片的平均尺寸为50～500nm，所述二硫化钒纳米片的PDI不大于0.3。本发明专利技术基于二硫化钒纳米片的氨气传感器具有检测限较高，能够达到ppm级别、可重复性好、方便携带且检测成本低等优点。本发明专利技术还提供了基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的制备方法和应用。感器的制备方法和应用。感器的制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及半导体纳米材料
，具体涉及一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氨气是主要的空气污染物之一。接触低浓度的氨气可引发鼻炎、咽炎、喉痛、咯痰等症状。暴露在较高浓度的氨气中可灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官粘膜，进而导致咯血、肺水肿，甚至引发癌症。氨气是疾病诊断的重要“标记物”。呼吸中氨气浓度的异常可以用来实现对肾功能衰竭等疾病的早期预警，因此检测呼吸中氨气的浓度可以作为一种简单有效且无痛的疾病早期诊断方法，能够挽救更多患者的宝贵生命。
[0003]环境检测和健康监测两个领域都对日常生活中氨气的实时测量提出了迫切需求，因此目前急需一种基于国情的便宜、便捷、可重复性、灵敏度高的氨气传感器及其系统，随时随地为人们的健康保驾护航。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器，本专利技术还提供了一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的制备方法以及基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的应用，以解决现有氨气检测设备存在的成本高、不方便携带、可重复性差、灵敏度低等缺陷。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器，包括传感基柱以及涂覆于所述传感基柱表面的二硫化钒纳米片；
[0006]所述二硫化钒纳米片的平均尺寸为50～500nm，所述二硫化钒纳米片的PDI不大于0.3。
[0007]本专利技术基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的检测限较高，能够达到ppm级别，具备医学上检测人体从呼吸道排出氨气的探测能力，可重复性好，方便携带且检测成本低。
[0008]优选的，所述传感基柱包括中空柱体以及封堵中空柱体两端的电极，所述中空柱体内部为真空且设有电热丝；
[0009]所述电热丝通过导线与外部导通，所述二硫化钒纳米片涂覆于中空柱体的表面，且二硫化钒纳米片与两端的电极电连接。通过电热丝加热二硫化钒纳米片涂层能够提升二硫化钒纳米片的导电性，即降低二硫化钒纳米片涂层的电阻值，提升二硫化钒纳米片涂层对氨气的电响应信号强度。
[0010]优选的，电极为铂电极。
[0011]第二方面，本专利技术还提供了一种如第一方面所述的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0012]提供二硫化钒纳米片并分散于第一有机溶剂中，得到5～100mg/ml的二硫化钒纳米片溶液，将所述二硫化钒纳米片溶液涂覆于传感基柱，干燥后制得基于二硫化钒纳米片
的氨气传感器；
[0013]所述第一有机溶剂为异丙醇、N
‑
甲基吡咯烷酮或者两者的混合，所述二硫化钒纳米片的平均尺寸为50～500nm，所述二硫化钒纳米片的PDI不大于0.3。
[0014]本专利技术基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的制备方法具有制备方法简单，成本低，可用于大规模工业化生产等优点。
[0015]优选的，所述二硫化钒纳米片采用如下步骤制备：
[0016]提供二硫化钒粉末并分散于第二有机溶剂，得到二硫化钒的预分散液，依次对二硫化钒的预分散液进行探头超声和水浴超声，经离心、干燥后，制得二硫化钒的分散液；
[0017]所述第二有机溶剂为异丙醇、N
‑
甲基吡咯烷酮或者两者的混合。
[0018]优选的，在二硫化钒的预分散液中，二硫化钒的浓度为0.5～5mg/ml。
[0019]优选的，所述探头超声的功率为300～600W，所述探头超声的时间为2～8h，所述探头超声的温度为5～10℃；
[0020]所述水浴超声的功率为200～500W，所述水浴超声的时间为8～12h，所述水浴超声的温度为5～10℃。
[0021]优选的，所述离心包括低速离心和高速离心；
[0022]所述低速离心为12000r/min下离心20min以收集上清液用于高速离心，所述高速离心为18000r/min下离心40min以收集沉淀。
[0023]优选的，所述干燥为真空干燥，所述真空干燥的温度为65～85℃，所述真空干燥的真空度为1
×
10
‑3MPa。
[0024]第三方面，本专利技术还提供了一种如第一方面任一项所述的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的应用。
[0025]本专利技术基于二硫化钒纳米片的氨气传感器应用于医学上的氨气检测具有检测限较高，能够达到ppm级别，可重复性好，方便携带且检测成本低等优点。
[0026]本专利技术的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本专利技术实施例的实施而获知。
附图说明
[0027]为更清楚地阐述本专利技术的内容，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
[0028]图1为本专利技术一实施方式提供的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术另一实施方式提供的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的口罩的结构示意图；
[0030]图3为基于二硫化钒纳米片的氨气传感器对不同种有机气体的响应结果图；
[0031]图4为基于二硫化钒纳米片的氨气传感器对不同浓度的氨气探测效果图。
具体实施方式
[0032]以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为
本专利技术的保护范围。
[0033]第一方面，本专利技术提供了一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器，包括传感基柱以及涂覆于所述传感基柱表面的二硫化钒纳米片；
[0034]所述二硫化钒纳米片的平均尺寸为50～500nm，所述二硫化钒纳米片的PDI不大于0.3。
[0035]优选的，所述传感基柱包括中空柱体以及封堵中空柱体两端的电极，所述中空柱体内部为真空且设有电热丝；
[0036]所述电热丝通过导线与外部导通，所述二硫化钒纳米片涂覆于中空柱体的表面，且二硫化钒纳米片与两端的电极电连接。通过电热丝加热二硫化钒纳米片涂层能够提升二硫化钒纳米片的导电性，即降低二硫化钒纳米片涂层的电阻值，提升二硫化钒纳米片涂层对氨气的电响应信号强度。
[0037]优选的，电极为铂电极。
[0038]第二方面，本专利技术还提供了一种如第一方面所述的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0039]提供二硫化钒纳米片并分散于第一有机溶剂中，得到5～100mg/ml的二硫化钒纳米片溶液，将所述二硫化钒纳米片溶液涂覆于传感基柱，干燥后制得基于二硫化钒纳米片的氨气传感器；
[0040]所述第一有机溶剂为异丙醇、N
‑
甲基吡咯烷酮或者两者的混合，所述二硫化钒纳米片的平均尺寸为50～500nm，所述二硫化钒纳米片的PDI不大于0.3。
[0041]优选的，所述二硫化钒纳米片采用如下步骤制备：
[0042]提供二硫化钒粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二硫化钒纳米片的氨气传感器，其特征在于，包括传感基柱以及涂覆于所述传感基柱表面的二硫化钒纳米片；所述二硫化钒纳米片的平均尺寸为50～500nm，所述二硫化钒纳米片的PDI不大于0.3。2.如权利要求1所述的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器，其特征在于，所述传感基柱包括中空柱体以及封堵中空柱体两端的电极，所述中空柱体内部为真空且设有电热丝；所述电热丝通过导线与外部导通，所述二硫化钒纳米片涂覆于中空柱体的表面，且二硫化钒纳米片与两端的电极电连接。3.如权利要求1所述的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器，其特征在于，所述电极为铂电极。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供二硫化钒纳米片并分散于第一有机溶剂中，得到5～100mg/ml的二硫化钒纳米片溶液，将所述二硫化钒纳米片溶液涂覆于传感基柱，干燥后制得基于二硫化钒纳米片的氨气传感器；所述第一有机溶剂为异丙醇、N
‑
甲基吡咯烷酮或者两者的混合，所述二硫化钒纳米片的平均尺寸为50～500nm，所述二硫化钒纳米片的PDI不大于0.3。5.如权利要求4所述的基于二硫化钒纳米片的氨气传感器的制备方法，其特征在于，所述二硫化钒纳米片采用如下步骤制备：提供二硫化钒粉末并分散于第二有机溶剂，得到二硫化钒...

【专利技术属性】
技术研发人员：康建龙，张晨，
申请(专利权)人：深圳万物创新集团有限公司，
类型：发明
国别省市：