一种室温硫化氢气体传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种室温硫化氢气体传感器及其制备方法，制备方法包括：获取包含金叉指电极的PET柔性基底；配置Co

【技术实现步骤摘要】
一种室温硫化氢气体传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于气敏体传感器
，尤其涉及一种室温硫化氢气体传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代化工业的发展和人民生活水平的提高，空气、水、土壤等各种环境污染问题日益严重。在这些问题中，空气污染最为直接和严重。硫化氢(H2S)作为主要的空气污染物之一，广泛存在于石油和天然气钻探和精炼、污水处理、造纸等工业过程中，并且由于其剧毒性容易对人体和环境造成严重的危害。根据美国政府工业卫生学家会议制定的安全标准，硫化氢的阈值为10ppm。一旦超过10ppm，人的鼻子将会变得不灵敏，对其感知能力下降；若超过700ppm，可能造成严重的后果甚至导致死亡。除此之外，硫化氢还是一种易燃危化品，与空气混合可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。因此，开发一种室温高灵敏、低检测限，快速响应的室温硫化氢气体传感器，实时监测周围环境中硫化氢的浓度刻不容缓。
[0003]目前检测硫化氢气体的方法像气相色谱
‑
质谱联用、分光光度、荧光探针等方法设备昂贵、操作复杂，测试周期长，很难实现硫化氢气体的实时、分布式监测。而基于半导体的电阻式气体传感器可以实现小型化，并且具有较高的性价比，适合大范围的分布式监测。金属有机框架(MOF)由于表面积大、孔隙率高等优点非常适合作为半导体电阻式气体传感器的敏感材料。但是，多数MOF导电性较差，对其电导率变化的检测提出挑战，而其衍生半导体电阻式气体传感器电阻需要在高温下进行检测，并且选择性很差，造成功耗较高且易受干扰的问题，严重阻碍其便携式发展和应用。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种室温硫化氢气体传感器及其制备方法，为室温气体传感器的发展提供了新思路。
[0005]一方面为实现上述目的，本专利技术提供了一种室温硫化氢气体传感器，包括：PET柔性基底、金叉指电极和薄膜敏感层；其中所述薄膜敏感层为：CuO量子点修饰Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF；
[0006]所述金叉指电极固定设置在所述PET柔性基底上方；
[0007]所述薄膜敏感层覆盖于所述金叉指电极表面和所述金叉指电极之间。
[0008]可选地，所述薄膜敏感层包括：Cu、Co、N、O、C元素。
[0009]另一方面为实现上述目的，本专利技术还提供了一种室温硫化氢气体传感器的制备方法，包括：
[0010]获取包含金叉指电极的PET柔性基底；
[0011]配置Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液，将所述包含金叉指电极的PET柔性基底置于所述Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液中，获取带有Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜的
PET柔性基底；
[0012]将所述带有Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜的PET柔性基底带入到CuO量子点反应液中，获取CuO量子点修饰Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜气体传感器。
[0013]可选地，获取所述包含金叉指电极的PET柔性基底的方式为：在PET柔性基底上依次通过掩膜紫外光刻、磁控溅射沉积金电极和有机溶剂去光刻胶得到。
[0014]可选地，配置Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液包括：将六氨基三苯六盐酸溶液、六水硝酸钴/DMF溶液和五水硫酸铜/DMF溶液按预设体积比进行混合搅拌，并在搅拌过程中逐滴加入碱性溶液，完成所述Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液的配置，其中所述碱性溶液为醋酸钠。
[0015]可选地，获取带有Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜的PET柔性基底包括：
[0016]将所述包含金叉指电极的PET柔性基底具有电极的一面朝下，悬浮置于所述Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液表面，在预设温度下，搅拌预设时间，使得所述金叉指电极之间原位生长得到Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜；
[0017]将原位生长得到Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜进行清洗与干燥；
[0018]将干燥后的原位生长得到Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜仅保留所述金叉指电极部分，获得所述带有Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜的PET柔性基底。
[0019]可选地，获取CuO量子点修饰Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜气体传感器包括：
[0020]将所述带有Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜的PET柔性基底具有Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜的一面朝下，悬浮在所述CuO量子点反应液表面，使得所述Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜与所述CuO量子点反应液发生氧化络合反应，然后进行干燥和退火处理，获得所述CuO量子点修饰Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜气体传感器。
[0021]可选地，所述CuO量子点反应液为硝酸铜溶液。
[0022]可选地，将所述包含金叉指电极的PET柔性基底置于所述Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液之前，先将所述包含金叉指电极的PET柔性基底进行plasma处理。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0024]本专利技术利用温和的水热法制备Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF纳米材料，并通过氧化络合法将CuO量子点修饰在Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF表面，得到CuO量子点修饰Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF复合材料。本专利技术以自制的CuO量子点修饰Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF为敏感材料，将其原位生长在柔性叉指电极上，室温条件下对硫化氢气体进行气敏检测，该复合材料展现出良好本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室温硫化氢气体传感器，其特征在于，包括：PET柔性基底、金叉指电极和薄膜敏感层；其中所述薄膜敏感层为：CuO量子点修饰Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF；所述金叉指电极固定设置在所述PET柔性基底上方；所述薄膜敏感层覆盖于所述金叉指电极表面和所述金叉指电极之间。2.根据权利要求1所述的室温硫化氢气体传感器，其特征在于，所述薄膜敏感层包括：Cu、Co、N、O、C元素。3.一种室温硫化氢气体传感器的制备方法，其特征在于，包括：获取包含金叉指电极的PET柔性基底；配置Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液，将所述包含金叉指电极的PET柔性基底置于所述Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液中，获取带有Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜的PET柔性基底；将所述带有Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜的PET柔性基底带入到CuO量子点反应液中，获取CuO量子点修饰Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF薄膜气体传感器。4.根据权利要求3所述的室温硫化氢气体传感器的制备方法，其特征在于，获取所述包含金叉指电极的PET柔性基底的方式为：在PET柔性基底上依次通过掩膜紫外光刻、磁控溅射沉积金电极和有机溶剂去光刻胶得到。5.根据权利要求3所述的室温硫化氢气体传感器的制备方法，其特征在于，配置Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液包括：将六氨基三苯六盐酸溶液、六水硝酸钴/DMF溶液和五水硫酸铜/DMF溶液按预设体积比进行混合搅拌，并在搅拌过程中逐滴加入碱性溶液，完成所述Co
2.4
Cu
0.6
(HITP)2导电MOF反应溶液的配置，其中所述碱性溶液为醋酸钠。6.根据权利要求3所述的室温硫化氢气体传感器的制备方法，其特征在于，获取带有Co
2.4
Cu
0.6

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永娇，王炳亮，王宝霞，胡杰，陆志远，侯熠晨，张文栋，张文磊，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：