一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器及其制备方法和应用，所述传感器包括基底、MoO<subgt;3</subgt;/CuO/CuO<subgt;2</subgt;混合纳米团簇层、疏水层和叉指电极，叉指电极设置于基底的一侧表面，MoO<subgt;3</subgt;/CuO/CuO<subgt;2</subgt;混合纳米团簇再通过双靶团簇束流沉积制备在基底上，形成多异质结结构，并在传感器表面涂覆疏水层以提高抗湿性。MoO<subgt;3</subgt;作为酸性氧化物增加了NH<subgt;3</subgt;的吸附能力，多异质结结构显著提高了材料表面活性氧的含量和电荷转移性能，从而提高了对氨气的检测灵敏度和响应速度。本发明专利技术以MoO<subgt;3</subgt;/CuO/CuO<subgt;2</subgt;多异质结构为敏感材料，实现了室温条件下的高性能氨气传感。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体传感设备，具体涉及一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

1、氨气(nh3)是一种关键的生物标志物，其浓度升高常常预示着肾病等健康问题，尤其是在呼气中检测低浓度nh3对于非侵入性诊断非常重要。然而，准确检测呼气中低浓度的nh3仍然是一个挑战，因为现有传感技术存在诸多局限性。开发具有高灵敏度、选择性并能在室温下运行的柔性nh3传感器，对于实现非侵入性医学诊断至关重要。

2、传统的n型金属氧化物半导体(mos)气体传感器如sno2、zno和tio2，通常需要较高的工作温度才能展示足够的灵敏度，这限制了它们在可穿戴、便携式传感设备中的应用。高工作温度会增加功耗，缩短柔性聚合物基材(如pet)的使用寿命，还可能带来安全风险。因此，开发室温条件下工作的气体传感器尤为重要。

3、为了克服这些局限性，人们开始探索p型mos材料，尤其是铜氧化物(cuo和cu2o)，因为它们能够在室温下有效运行。铜氧化物由于其窄带隙、高氧吸附能力和低成本，在气体传感应用中具有吸引力。然而，它们的气体传感性能，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器，其特征在于包括基底、叉指电极、MoO3/CuO/Cu2O混合纳米团簇层以及疏水层，所述叉指电极设置于基底的一侧表面，基底一侧表面的叉指电极上先沉积MoO3/CuO/Cu2O混合纳米团簇层，MoO3通过与CuO、Cu2O形成多异质结来增强NH3的吸附，然后在表面涂覆疏水层。

2.如权利要求1所述的一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器，其特征在于所述基底为聚对苯二甲酸乙二酯PET，其厚度为50~1000 μm；疏水层的材料为聚四氟乙烯PTFE，其厚度为500~5000 nm。

3.如权利要求1所述的一种基于多异...

【技术特征摘要】

1.一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器，其特征在于包括基底、叉指电极、moo3/cuo/cu2o混合纳米团簇层以及疏水层，所述叉指电极设置于基底的一侧表面，基底一侧表面的叉指电极上先沉积moo3/cuo/cu2o混合纳米团簇层，moo3通过与cuo、cu2o形成多异质结来增强nh3的吸附，然后在表面涂覆疏水层。

2.如权利要求1所述的一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器，其特征在于所述基底为聚对苯二甲酸乙二酯pet，其厚度为50~1000 μm；疏水层的材料为聚四氟乙烯ptfe，其厚度为500~5000 nm。

3.如权利要求1所述的一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器，其特征在于叉指电极的材料为钛和银，其叉指之间的间距为50~400 μm。

4.如权利要求1所述的一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的一种基于多异质结纳米团簇的柔性氨气气体传感器的制备方法，其特征在于步骤2）中，溅射腔内气压保持在100~150pa，cu靶材的溅射功率设置为10~15w，缓冲气中o2含量为0.01-0.02%，沉积速率在0.1-0.3å/s，沉积时间为100-2000s，优...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢波，董鸿源，钱浩宇，颜文静，李应祝，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：