【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学，具体涉及一种用于土壤水分检测的电容传感器及其制备方法。
技术介绍
1、通过对输变电工程重点环节和关键部位的水土保持监测，准确掌握输变电项目水土流失状况、水土保持措施落实情况和防治效果，并对监测数据进行分析评价，有效的提高监测质量控制输变电工程建设过程中造成的水土流失，保护生态环境和十地资源，为同类项目的水土保持监管提供技术依据。
2、传感技术是信息技术实现土壤水分测量的重要保障，传统的土壤水分监测方法通常采用电阻式或电容式传感器，但这些方法在测量精度、响应速度和稳定性等方面存在一定的局限性。因此，开发一种新型的土壤水分监测电容传感器具有重要意义。
3、金属有机骨架(mof)具有孔隙率高、比表面积大、优越的可调性能被广泛应用到湿度传感器领域，然而，单一的mof材料导电性及稳定性较低，限制其在mof湿度传感器领域的应用。
4、基于以上，本专利技术采用原位生长法在go纳米片上负载了一种双金属znco-mof，得到具有高精度、快速响应和稳定性的土壤水分监测电容传感器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有土壤水分监测方法在测量精度、响应速度和稳定性等方面存在一定局限性的问题。
2、为此，本专利技术提供了一种用于土壤水分检测的电容传感器，包括陶瓷衬底和涂覆在所述陶瓷衬底表面的传感膜；所述传感膜包括g-c3n4纳米片和负载在所述g-c3n4纳米片上的双金属znco-mof。
3、具体的，上述陶瓷衬底为al
4、本专利技术还提供了上述用于土壤水分检测的电容传感器的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)煅烧尿素制备g-c3n4纳米片；
6、(2)将g-c3n4纳米片均匀分散于水中，称取co(no3)2·6h2o和zn(no3)2·6h2o，加入g-c3n4纳米片中混合；
7、(3)溶解后加入2-甲基咪唑进行反应；
8、(4)反应结束后，离心收集沉淀，干燥后得到znco-mof/g-c3n4；
9、(5)znco-mof/g-c3n4加水分散后均匀涂抹在陶瓷衬底表面形成传感膜，烘干后得到电容传感器。
10、具体的，上述步骤(1)为：将脲在550℃下锻烧2h，冷却后，洗涤所得黄色产物，直到滤液ph为7，干燥后得到g-c3n4纳米片。
11、具体的，上述步骤(1)具体为：将充分研磨的脲置于容器中，以5℃/min的速率升温至550℃后锻烧2h，冷却后，用0.1m的hci、0.2m的naoh和去离子水洗涤所得黄色产物直到滤液ph为7，干燥后得到g-c3n4纳米片。
12、具体的，上述步骤(2)中：g-c3n4纳米片通过超声均匀分散于水中。
13、具体的，上述步骤(3)中：加入2-甲基咪唑后，在室温下搅拌反应6h。
14、具体的，上述步骤(4)中收集沉淀后用去离子水洗涤，在60℃真空干燥得到znco-mof/g-c3n4。
15、具体的，上述步骤(5)具体为：将陶瓷衬底放入无水乙醇中超声清洗，取znco-mof/g-c3n4粉末与去离子水混合，通过超声使其均匀分散，然后将所得到的材料均匀涂在陶瓷衬底表面形成传感膜，放置24h后烘干后得到电容传感器。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
17、本专利技术提供的这种用于土壤水分检测的电容传感器采用原位生长法在纳米片上负载双金属znco-mof，得到具有高精度、快速响应和稳定性的土壤水分监测电容传感器。znco-mof具有高比表面积和多孔性，能够有效地吸附和监测水分，并且进一步结合双金属活性位点，增加了对水分子吸附地效果，最大化提升传感器对水分的灵敏度。所制备的传感器对水分的响应时间为176s，回复时间为25s，响应范围和灵敏度有了很大范围地提升，用于土壤水分检测，可以有效提高检测质量，控制输变电工程建设。
18、以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于：包括陶瓷衬底和涂覆在所述陶瓷衬底表面的传感膜；所述传感膜包括g-C3N4纳米片和负载在所述g-C3N4纳米片上的双金属ZnCo-MOF。
2.如权利要求1所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于：所述陶瓷衬底为Al2O3陶瓷衬底。
3.如权利要求1-2任意一项所述用于土壤水分检测的电容传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于，所述步骤(1)为：将脲在550℃下锻烧2h，冷却后，洗涤所得黄色产物，直到滤液pH为7，干燥后得到g-C3N4纳米片。
5.如权利要4所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于，所述步骤(1)具体为：将充分研磨的脲置于容器中，以5℃/min的速率升温至550℃后锻烧2h，冷却后，用0.1M的HCI、0.2M的NaOH和去离子水洗涤所得黄色产物直到滤液pH为7，干燥后得到g-C3N4纳米片。
6.如权利要求3所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于，所述步骤(2)中：g-C3N
7.如权利要求3所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于，所述步骤(3)中：加入2-甲基咪唑后，在室温下搅拌反应6h。
8.如权利要求3所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于，所述步骤(4)中收集沉淀后用去离子水洗涤，在60℃真空干燥得到ZnCo-MOF/g-C3N4。
9.如权利要求3所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于，所述步骤(5)具体为：将陶瓷衬底放入无水乙醇中超声清洗，取ZnCo-MOF/g-C3N4粉末与去离子水混合，通过超声使其均匀分散，然后将所得到的材料均匀涂在陶瓷衬底表面形成传感膜，放置24h后烘干后得到电容传感器。
10.如权利要求1-2任意一项所述用于土壤水分检测的电容传感器在输变电工程中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于：包括陶瓷衬底和涂覆在所述陶瓷衬底表面的传感膜；所述传感膜包括g-c3n4纳米片和负载在所述g-c3n4纳米片上的双金属znco-mof。
2.如权利要求1所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于：所述陶瓷衬底为al2o3陶瓷衬底。
3.如权利要求1-2任意一项所述用于土壤水分检测的电容传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于，所述步骤(1)为：将脲在550℃下锻烧2h，冷却后，洗涤所得黄色产物，直到滤液ph为7，干燥后得到g-c3n4纳米片。
5.如权利要4所述用于土壤水分检测的电容传感器，其特征在于，所述步骤(1)具体为：将充分研磨的脲置于容器中，以5℃/min的速率升温至550℃后锻烧2h，冷却后，用0.1m的hci、0.2m的naoh和去离子水洗涤所得黄色产物直到滤液ph为7，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张珣，谢松，王汇，潘章达，翁永春，王身丽，石毅，魏晓晖，魏莉芳，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司超高压公司，
类型：发明
国别省市：
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