基于三维多孔MXene褶皱球的可降解NO2传感器及其制备方法技术

一种基于三维多孔MXene褶皱球材料的可降解NO2传感器及其制备方法，属于气体传感器技术领域。传感器由带有MXene叉指电极的聚乙烯醇膜衬底及制备在叉指电极和衬底上的三维多孔MXene褶皱材料敏感电极组成。本发明专利技术以MXene材料为基础，通过超声喷雾法处理MXene制备抗聚集的三维多孔MXene褶皱球，达到防聚集、最大化维持MXene比表面积大的优势，同时以MXene浆料制作导电电极，制作成全MXene器件。实验表明，三维多孔MXene褶皱球3型为敏感材料的气体传感器具有最高的二氧化氮响应和选择性，同时整个器件具备在医用级双氧水中完全快速降解的能力。的能力。的能力。

【技术实现步骤摘要】
基于三维多孔MXene褶皱球的可降解NO2传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于气体传感器
，具体涉及一种以三维多孔MXene褶皱球为敏感层的可降解NO2传感器及其制备方法，主要用于可穿戴式的二氧化氮检测。

技术介绍

[0002]在物联网时代，可穿戴传感器作为信息接收节点，在环境监测、医疗保健、机器人感知等领域得到了快速发展。特别是可穿戴式多模态气体，可以实时监测周围有害气体，对识别潜在的危害和威胁以及个人安全健康状况具有重要意义。然而，随着电子产品需求的增加和快速的周转，大量的电子垃圾引起了人们的极大关注。因此，在保证可靠性的前提下，对瞬态、环保型可穿戴式气体传感器的需求变得越来越迫切。尽管之前关于可降解气体传感器的工作已有发表，但由于传感材料和制造策略的选择有限，同时实现高灵敏度气体传感和完全可降解(包括衬底、电极、传感层)的报道目前还没有。
[0003]可穿戴传感器能够在一个外部刺激条件下实现降解，这有利于简化制造过程，减少环境污染。为了满足这一需求，科学家们一直致力于探索由可降解传感和电极材料制成的高性能可降解传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维多孔MXene褶皱球材料的可降解二氧化氮传感器，其特征在于：由带有MXene叉指电极的聚乙烯醇膜衬底及制备在叉指电极和衬底上的敏感电极组成，所述的敏感电极材料为三维多孔MXene褶皱球材料，MXene叉指电极材料和三维多孔MXene褶皱球材料由如下步骤制备得到，(1)称取Ti3AlC2粉末缓慢加入到质量分数30～40％的浓盐酸与氟化锂混合形成的刻蚀液中，Ti3AlC2粉末与氟化锂的质量比为0.8～1：1，Ti3AlC2粉末与浓盐酸的质量体积比为1g：30～50mL；在40～60℃水浴下搅拌反应20～24小时，反应完成后的产物用去离子水反复洗涤、离心，直到上清液pH为6～7；然后将洗涤干净的产物分散在60～70mL的去离子水中，超声分散30～60min后，离心取上层分散液，得到MXene胶体分散液，MXene胶体分散液浓度为10～15mg/mL；(2)将20～40mL苯乙烯、0.2～0.4g聚(4
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苯乙烯磺酸钠)和0.1～0.2g碳酸氢钠加入到250～350mL的去离子水中；在60～80℃油浴下及氩气氛围中搅拌反应1～2小时后，加入0.1～0.2g的过硫酸钾，在60～80℃油浴下及氩气氛围中搅拌反应5～7小时；待反应结束，将产物用去离子水及无水乙醇反复洗涤、离心，然后将洗涤干净的产物分散在60～70mL的去离子水中，超声分散30～60min得到聚苯乙烯球分散液，分散液浓度为40～50mg/mL；(3)取10～20mL的MXene胶体分散液，然后加入10～12mL的聚苯乙烯球分散液，聚苯乙烯与MXene的质量比为2～10：1，再加入适量去离子水，充分搅拌后形成50～60mL的前驱液；将该前驱液超声雾化，然后利用流速在2～6L/min的氩气将超声雾化产物带入到温度稳定在600～800℃的管式炉中，得到的三维多孔MXene褶皱球粉末被氩气带入到静电收集装置中收集。2.如权利要求1所述的一种基于三维多孔MXene褶皱球材料的可降解...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘方猛，杨子杰，段羽，卢革宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：