【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体传感器，具体涉及一种柔性no2气体传感器的制备方法及传感器。
技术介绍
1、no2是一种红褐色、具有刺激性气味、对人体具有极大伤害的气体。有一些研究表明，处于一定浓度的no2环境下会造成呼吸系统疾病、心血管疾病和神经系统损伤等严重疾病。如今有很多工作都会接触到no2气体，如化石燃料工厂、爆破、核废物收集等，都会使工作人员处于危险的no2环境中。因此，对工作环境或生活环境中no2进行检测是非常重要的。
2、分光光度法是大气中no2的间接检测常见方法之一，其原理是将大气中的no2吸收到吸收瓶中，与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺发生反应，生成玫瑰红色的偶氮染料。利用分光光度计在540 nm处对样品的吸光度进行测定，由于吸光度的大小与样品中的no2浓度成正比，进而可以计算出大气中的no2浓度。
3、大气中no2浓度的直接测量法主要有激光诱导荧光法、腔衰荡光谱技术以及差分吸收光谱法等。激光诱导荧光法检测机制是利用特定波长激光将no2激发至激发态，然后收集no2分子退激发的荧光信号，利用荧光强弱来判断no2浓度。腔衰荡光谱技术是近十年才应用在大气no2检测的一种方法，其原理是分析光在衰荡腔内多次反射的衰荡时间来获得腔内待测气体的浓度信息。该技术测量简便，灵敏度高，且不容易受其他干扰气体的影响。差分吸收光谱法是较为常见的一种大气监测技术，该技术主要依据是lambert-beer定律，通过滤波技术留下窄带吸收而形成光衰减，然后与标准参考谱用最小二乘法进行拟合，最后通过反演方法可确定检测气体
4、无论是直接监测还是间接监测，虽然其选择性比较好，但是由于其成本高、尺寸大、不易于集成在移动设备上，因此并不适用发展便携式no2监测仪器。另外，目前研发出的多种手持式的仪器均为刚性气体传感器，需要在高温（≥200 ℃）下工作，对于一些进行特殊工作的人员来说，高温可能会引起爆炸。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种柔性no2气体传感器的制备方法及传感器。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术提供了一种柔性no2气体传感器的制备方法，包括：
3、步骤1：采用一步水热法制备得到mos2/zns复合材料；
4、步骤2：选取柔性衬底，在所述柔性衬底上制备叉指电极；
5、步骤3：利用所述mos2/zns复合材料，在所述叉指电极上制备mos2/zns复合薄膜，得到no2气体传感器。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤1包括：
7、步骤1.1：将四水合钼酸铵、硫代乙酰胺和十二烷基苯磺酸钠溶解在去离子水中，得到第一混合溶液；
8、步骤1.2：将二水合乙酸锌添加在所述第一混合溶液中，在室温下搅拌至溶解得到第二混合溶液；
9、步骤1.3：将所述第二混合溶液转移至特氟隆内衬的不锈钢高压釜中，将盛有所述第二混合溶液的不锈钢高压釜置于烘箱中加热进行反应；
10、步骤1.4：使用去离子水和乙醇对反应后的产物进行交替清洗，将清洗后的产物置于真空干燥箱中干燥；
11、步骤1.5：将干燥后的产物置于马弗炉中，在氮气环境中进行煅烧退火，得到mos2/zns复合材料。
12、在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤1.1中，四水合钼酸铵、硫代乙酰胺和十二烷基苯磺酸钠的质量比为(2~4):6:2。
13、在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤1.2中，二水合乙酸锌的添加量与所述第一混合溶液中的四水合钼酸铵的质量比为15:(20~22)。
14、在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤1.3中，烘箱的加热温度为180~200 ℃，加热时间12~24 h。
15、在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤1.4中，真空干燥箱的干燥温度为60 ℃，干燥时间为12 h。
16、在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤1.5中，煅烧退火的工艺参数为：退火温度600~800 ℃，升温速率2~5 ℃/min，退火时间30~60 min。
17、在本专利技术的一个实施例中，所述柔性衬底包括pet衬底、pdms衬底、pi衬底或pen衬底。
18、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤3包括：
19、利用所述mos2/zns复合材料，通过pvd、涂覆、旋涂或cvd工艺在所述叉指电极上形成mos2/zns复合薄膜，得到no2气体传感器。
20、本专利技术提供了一种柔性no2气体传感器，利用上述任一项实施例所述方法制备得到。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
22、1. 本专利技术的柔性no2气体传感器的制备方法，首先通过一步水热法制备得到mos2/zns复合材料，然后利用该mos2/zns复合材料作为敏感材料在柔性衬底上制备得到no2气体传感器。由于mos2与zns费米能级的差异，当两种材料相接触后，多数电荷载流子扩散造成电子空穴的结合，使得两种材料相接触的界面形成不可移动的电荷区，称为耗尽层。当柔性no2气体传感器暴露在目标气体中，no2吸取mos2/zns复合材料的电子使得空穴浓度增加，所以载流子浓度不再处于动态平衡中，通过电荷的转移后耗尽层宽度降低，使得电阻进一步降低。当柔性no2气体传感器再次暴露在空气中后，no2气体脱离mos2/zns复合材料，使得电子重新回到mos2/zns复合材料，电阻增大，根据灵敏度公式即可计算得到no2的浓度，具有异质结的mos2/zns复合材料会在一定程度上提高响应；
23、2. 本专利技术的柔性no2气体传感器的制备方法，利用mos2/zns复合材料作为敏感材料在柔性衬底上制备得到no2气体传感器，由于mos2/zns复合材料具有mos2带隙可调、高载流子迁移率等优势，所以在不需要其他外界激励的条件下，室温条件下no2气体传感器也可以具有良好的响应，且室温下该mos2/zns复合材料不易氧化，所以用mos2/zns复合材料制备的柔性气体传感器在室温下对no2具有良好的稳定性和选择性；
24、3. 本专利技术的柔性no2气体传感器的制备方法，一方面采用柔性衬底，另一方面mos2/zns复合材料具有较高的有效杨氏模量值，所以制备得到的no2气体传感器在进行弯曲测试时，能够对no2表现出良好的稳定性，也可以集成在可穿戴柔性设备上，而且制备成本低，体积小。
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1.一种柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，在所述步骤1.1中，四水合钼酸铵、硫代乙酰胺和十二烷基苯磺酸钠的质量比为(2~4):6:2。
4.根据权利要求2所述的柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，在所述步骤1.2中，二水合乙酸锌的添加量与所述第一混合溶液中的四水合钼酸铵的质量比为15:(20~22)。
5.根据权利要求2所述的柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，在所述步骤1.3中，烘箱的加热温度为180~200 ℃，加热时间12~24 h。
6.根据权利要求2所述的柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，在所述步骤1.4中，真空干燥箱的干燥温度为60 ℃，干燥时间为12 h。
7.根据权利要求2所述的柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，在所述步骤1.5中，煅烧退火的工艺参数为：退火温度600~800 ℃，升温速率
8.根据权利要求1所述的柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，所述柔性衬底包括PET衬底、PDMS衬底、PI衬底或PEN衬底。
9.根据权利要求1所述的柔性NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤3包括：
10.一种柔性NO2气体传感器，其特征在于，利用权利要求1~9任一项所述方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性no2气体传感器的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的柔性no2气体传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的柔性no2气体传感器的制备方法，其特征在于，在所述步骤1.1中，四水合钼酸铵、硫代乙酰胺和十二烷基苯磺酸钠的质量比为(2~4):6:2。
4.根据权利要求2所述的柔性no2气体传感器的制备方法，其特征在于，在所述步骤1.2中，二水合乙酸锌的添加量与所述第一混合溶液中的四水合钼酸铵的质量比为15:(20~22)。
5.根据权利要求2所述的柔性no2气体传感器的制备方法，其特征在于，在所述步骤1.3中，烘箱的加热温度为180~200 ℃，加热时间12~24 h。
【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏飞，王莹麟，牛夏露，陈思甜，郝熙冬，孙国盼，翁智，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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