一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种Ni3(HITP)2/Mxene异质结构的制备方法及乙醇传感器


[0001]本专利技术属于半导体传感器
，涉及一种
Ni3(HITP)2/MXene
异质结构的制备方法及乙醇传感器
。

技术介绍

[0002]乙醇在监测酒后驾驶
、
食品包装安全测试
、
发酵过程控制和检测化工厂潜在泄漏等领域有着十分重要的用途，但由于其自身具有易燃等危险性，在乙醇的开发
、
储运和使用过程中进行高精度的实时监测显得尤为重要
。
[0003]金属有机框架材料
(MOFs)
是一类典型的由金属团簇与有机配体通过配位键结合得到的新型多孔材料，由于其具有高的孔隙率
、
较大的比表面积
、
可调的孔径
/
形状及主客体作用等优点，在气体吸附
/
分离
、
吸附
、
非均相催化
、
化学传感
、
药物载体
、
非线性光学等领域表现出广阔的应用前景
。
得益于
MOF
高表面积
、
可调的孔径及主客体相互作用，可以实现对特定气体的选择性富集，从而大幅提高气体检测的灵敏度和选择性，而
MOF
基气体传感器的制备及应用也得到了广泛研究
。
但主要存在以下问题：第一，绝大多数
MOFs
材料本征导电属性差，而半导体式
MOF
种类有限；如何通过第二相界面实现与
MOF
的耦合或创造出异质界面，从电子结构层面改善
MOF
的电学性能及传感特性，有望实现其在电阻式传感器件的广泛应用
。
第二，
MOFs
因具有拓展的拓扑网络结构及结晶性，从而固有缺乏溶液可加工性，使其成膜性差，限制了其在气体传感器领域的广泛应用
。
[0004]如何通过策略创新，克服其因颗粒间或层间范德华力从而避免或者减缓其堆垛，是克服其溶液可加工性差的关键
。
上述问题极大的限制了高性能
MOF
基气体传感器的批量化制备及应用，因此亟需克服上述关键难题
。
[0005]利用模板辅助生长技术及
MXene
纳米片本身优异的导电特性，实现
Ni3(HITP)2的可控自组装，以期制备得到超薄
、
分散性良好和具有高电导率的
Ni3(HITP)2/MXene
复合层状材料
。
有望解决上述难题，从而批量制备出相关高性能气体传感器
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种
Ni3(HITP)2/MXene
异质结构的制备方法及乙醇传感器
。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]一种
Ni3(HITP)2/MXene
异质结构制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1
：将
HITP
·
6HCl
溶解在乙醇中，得到
HITP
·
6HCl
溶液，然后向
HITP
·
6HCl
溶液中加入浓氨水和硝酸镍溶液，得到混合液；
[0010]S2
：在混合液中加入
MXene
纳米片分散液，然后对混合后的溶液进行超声
、
加热，原位得到
Ni3(HITP)2/MXene
复合纳米片悬浮液
。
[0011]本专利技术的进一步改进在于：
[0012]所述步骤
S1
中，所述硝酸镍溶液的制备包括将六水合硝酸镍加入到乙醇中，超声
处理后得到硝酸镍溶液
。
[0013]所述步骤
S1
中，硝酸镍溶液和
HITP
·
6HCl
溶液的摩尔比为
(3
‑
2):(3.5
‑
2)。
[0014]所述步骤
S1
中，浓氨水溶液的用量为
0.3
ꢀ‑
0.5mL。
[0015]所述步骤
S1
中，所述六水合硝酸镍与乙醇的用量比为
0.028
ꢀ‑
0.032mmol
：5ꢀ‑
6mL。
[0016]所述步骤
S1
中，所述
HITP
·
6HCl
与乙醇的用量比为
0.019
ꢀ‑
0.022mmol
：5‑
6mL。
[0017]所述步骤
S2
中，所述加热温度为
55
‑
65℃
，加热时间为4‑
6h。
[0018]所述步骤
S2
中在，所述离心时间为1‑
3min
；
[0019]离心后对溶液进行洗涤，洗涤次数大于等于5次
。
[0020]一种乙醇气体传感器，包括本专利技术制备方法所得到的
Ni3(HITP)2/MXene
复合纳米片悬浮液，所述
Ni3(HITP)2/MXene
复合纳米片悬浮液负载在传感器表面
。
[0021]所述
Ni3(HITP)2/MXene
层的厚度为
220
‑
450nm。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术公开了一种
Ni3(HITP)2/MXene
异质结构制备方法，通过在模板层
MXene
纳米片的表面原位生长乙醇敏感材料
Ni3(HITP)2以制备
Ni3(HITP)2/MXene
复合结构，利用底层模板
MXene
纳米片的高电导率增强
Ni3(HITP)2/MXene
复合结构的导电性，提高了
Ni3(HITP)2对多种有机气体
(VOCs)
的电阻响应和灵敏度；而且，利用
Ni3(HITP)2/Mxene
异质结构的二维纳米片特性，提高了其分散液的分散性，使其在溶液加工时，极易制备均匀致密的大面积薄膜，进一步降低了
MOF
材料在器件表面成膜难度，显著简化了
MOF
材料作为气体传感器件中的传感层的制膜工艺；同时，
Ni3(HITP)2/MXene
之间异质结的协同作用，有效地增大整体的比表面积，提供更多的活性位点，使其可以吸附更多的气体并增强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Ni3(HITP)2/MXene
异质结构制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
：将
HITP
·
6HCl
溶解在乙醇中，得到
HITP
·
6HCl
溶液，然后向
HITP
·
6HCl
溶液中加入浓氨水和硝酸镍溶液，得到混合液；
S2
：在混合液中加入
MXene
纳米片分散液，然后对混合后的溶液进行超声
、
加热
、
原位生长得到
Ni3(HITP)2/MXene
复合纳米片悬浮液
。2.
根据权利要求1所述的一种
Ni3(HITP)2/MXene
异质结构制备方法，其特征在于，所述步骤
S1
中，所述硝酸镍溶液的制备包括将六水合硝酸镍加入到乙醇中，超声处理后得到硝酸镍溶液
。3.
根据权利要求2所述的一种
Ni3(HITP)2/MXene
异质结构制备方法，其特征在于，所述步骤
S1
中，硝酸镍溶液和
HITP
·
6HCl
溶液的摩尔比为
(3
‑
2):(3.5
‑
2)。4.
根据权利要求3所述的一种
Ni3(HITP)2/MXene
异质结构制备方法，其特征在于，所述步骤
S1
中，浓氨水溶液的用量为
0.3
‑
0.5mL。5.
根据权利要求2所述的一种
Ni3(...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁泓晔，吴炫昊，张明明，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：