【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体气体传感器，具体涉及一种mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜及其制备方法。
技术介绍
1、气体检测与辨识有着广泛的应用需求，面向未来的气体传感器应具有小型化、高度集成化的特点，因而对传感器的尺寸、功耗和辨识能力不断提出更高要求。目前商用气体传感器通常基于金属氧化物敏感材料，在传感过程中往往需要加热到两百摄氏度以上，导致器件能耗较高。化学气相沉积(cvd)生长的石墨烯(gr)具有高载流子迁移率、大的比表面积，尤其是室温工作能力，在气体传感领域引起极大兴趣，但基于范德华作用力的物理吸附行为限制了石墨烯对气体的灵敏度和选择性。
2、改善石墨烯气敏性能的常用方法包括纳米粒子表面修饰、官能团表面接枝、以及表面原子掺杂或引入缺陷。但这些方法往往涉及复杂的化学反应，导致器件制备过程繁琐，且以牺牲石墨烯优异的电学性能为代价(如高载流子迁移率)，进而引发信号衰减、电路设计复杂性增加等问题，极大限制了石墨烯传感器在实际电路中的应用。另一思路是利用具有良好导电性和富含表面氧官能团的还原氧化石墨烯(rgo)替代石墨烯，但这种方法存在片层团聚等结构稳定性问题。因此，探索提升石墨烯薄膜气敏性能的方法具有重要意义但仍面临较大挑战。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜及其制备方法，本专利技术能有效克服当前研究中改善gr气敏特性但牺牲其电学性能的技术难题。
2、本专利技术采用的技术方案如下
3、一种mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，包括石墨烯层，石墨烯层表面设有mox@go层，所述mox@go层包括氧化石墨烯片层和附着于氧化石墨烯片层上的金属氧化物纳米颗粒。
4、优选的，所述氧化石墨烯片层的直径为1μm-100μm；所述金属氧化物纳米颗粒的粒径为5-50nm；氧化石墨烯片层和金属氧化物纳米颗粒的质量比为1:(0.1-10)。
5、优选的，石墨烯层为单层石墨烯或少层石墨烯。
6、优选的，所述金属氧化物纳米颗粒包括sno2、zno、co3o4、v2o5、cuo和fe2o3中的至少一种。
7、优选的，本专利技术mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜还包括基底，基底设置于石墨烯层上与mox@go层相对的一侧表面。
8、本专利技术还提供了如上所述mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜的制备方法，包括如下过程：
9、将金属氧化物纳米颗粒分散液均匀分散于氧化石墨烯分散液中，之后进行超声分散，使金属氧化物纳米颗粒附着于氧化石墨烯片层上，形成mox@go分散液；
10、将所述mox@go分散液旋涂于已制备好的石墨烯层表面，形成mox@go@gr复合结构纳米薄膜，之后进行烘干，得到所述mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜。
11、优选的，将金属氧化物纳米颗粒先进行研磨分散，之后再将研磨分散后的金属氧化物纳米颗粒均匀分散于氧化石墨烯分散液中。
12、优选的：所述金属氧化物纳米颗粒分散液的浓度为0.1-10mg/ml；所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.1-10mg/ml，超声分散的功率为200-400w，时间为10-60分钟。
13、优选的：将所述mox@go分散液旋涂于已制备好的石墨烯层表面时，旋涂速度为100-1000转/分钟，旋涂时间为1-60秒；
14、将所述mox@go分散液旋涂于已制备好的石墨烯层表面后，烘干时，烘干的温度为80-100℃，烘干时间为30-300秒。
15、优选的：所述石墨烯层制备于铜箔基底表面；
16、所述制备方法还包括对铜箔基底的刻蚀的过程：将具有铜箔基底一侧置于刻蚀液中进行刻蚀，去除铜箔基底，之后将剩余部分漂洗，得到所述mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜；
17、所述刻蚀液的溶质为fecl3或(nh4)2s2o8，浓度为1-10mol/l，刻蚀时间为1-5小时。
18、本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜是一种具有纳米复合结构的mox@go@gr高性能气敏膜，其中，mox(金属氧化物)纳米颗粒附着在go(即氧化石墨烯)片层上，形成疏松的层状纳米结构，提供最大化的气体分子扩散通道和有效吸附位点，而底层具有完整结构的石墨烯层提供高速电荷传输通道。气敏测试时，上层mox@go作为抓手捕获气体分子，底层gr则将电荷变化转化为电阻信号快速检测出来，从而实现高效气体检测。此外，利用mox@go作为支撑膜，有效避免了石墨烯转移过程中有机物的残留。本专利技术能有效克服当前研究中改善gr气敏特性但牺牲其电学性能的技术难题。
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1.一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，包括石墨烯层，石墨烯层表面设有MOX@GO层，所述MOX@GO层包括氧化石墨烯片层和附着于氧化石墨烯片层上的金属氧化物纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，所述氧化石墨烯片层的直径为1μm-100μm；所述金属氧化物纳米颗粒的粒径为5-50nm；氧化石墨烯片层和金属氧化物纳米颗粒的质量比为1:(0.1-10)。
3.根据权利要求1所述的一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，石墨烯层为单层石墨烯或少层石墨烯。
4.根据权利要求1所述的一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒包括SnO2、ZnO、Co3O4、V2O5、CuO和Fe2O3中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，还包括基底，基底设置于石墨烯层上与MOX@GO层相对的一侧表面。
6.权利要求1-5任意一项所述的一种MOX@GO共支撑
7.根据权利要求6所述的一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜的制备方法，其特征在于，将金属氧化物纳米颗粒先进行研磨分散，之后再将研磨分散后的金属氧化物纳米颗粒均匀分散于氧化石墨烯分散液中。
8.根据权利要求6所述的一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求6所述的一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜的制备方法，其特征在于：将所述MOX@GO分散液旋涂于已制备好的石墨烯层表面时，旋涂速度为100-1000转/分钟，旋涂时间为1-60秒；
10.根据权利要求6所述的一种MOX@GO共支撑转移石墨烯的复合气敏膜的制备方法，其特征在于：所述石墨烯层制备于铜箔基底表面；
...【技术特征摘要】
1.一种mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，包括石墨烯层，石墨烯层表面设有mox@go层，所述mox@go层包括氧化石墨烯片层和附着于氧化石墨烯片层上的金属氧化物纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，所述氧化石墨烯片层的直径为1μm-100μm；所述金属氧化物纳米颗粒的粒径为5-50nm；氧化石墨烯片层和金属氧化物纳米颗粒的质量比为1:(0.1-10)。
3.根据权利要求1所述的一种mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，石墨烯层为单层石墨烯或少层石墨烯。
4.根据权利要求1所述的一种mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒包括sno2、zno、co3o4、v2o5、cuo和fe2o3中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种mox@go共支撑转移石墨烯的复合气敏膜，其特征在于，还包...
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