[发明专利]对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜修饰的石英晶体微天平传感器

权利要求书

1.一种对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器，其特征是：所述的石英晶体微天平传感器是在石英晶体微天平晶振的银电极的两个表面均修饰有直径为5～16nm的氧化铜纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器，其特征是：所述的在石英晶体微天平晶振的银电极的两个表面均修饰有直径为5～16nm的氧化铜纳米颗粒，其两个表面的修饰量都为3～7.5微克。

3.根据权利要求1或2所述的对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器，其特征是：所述的氧化铜纳米颗粒是由以下方法制备得到：

(1)室温下取1～3克的乙酸铜溶于60～90毫升的乙醇中，搅拌形成均一溶液；

(2)室温下取0.4～1.2克的氢氧化钠加入到步骤(1)得到的溶液中，搅拌形成悬浊液；

(3)将步骤(2)得到的悬浊液加入到反应釜中，于120℃下进行反应；

(4)将步骤(3)得到的产物过滤，水洗，空气中干燥，得到直径为5～16nm的氧化铜纳米颗粒粉末。

4.根据权利要求3所述的对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器，其特征是：所述的氧化铜纳米颗粒的平均直径为7.7nm。

5.根据权利要求3所述的对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器，其特征是：所述的乙醇的纯度大于等于99.7wt％。

6.根据权利要求3所述的对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器，其特征是：所述的水洗所用的水是电阻率为18.2MΩ·cm的超纯水。

7.根据权利要求1或2所述的对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器，其特征是：所述的石英晶体微天平晶振的银电极的面积是0.196cm²。

8.一种权利要求1～7任意一项所述的对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)在室温下取6～12毫克直径为5～16nm的氧化铜纳米颗粒分散于4～6毫升的纯水中，超声分散形成均一分散的悬浊液；

(2)取4～8微升步骤(1)得到的均一分散的悬浊液，滴涂在石英晶体微天平晶振的银电极的一侧表面上；

(3)将步骤(2)得到的石英晶体微天平晶振置入干燥箱中，于60℃条件下进行干燥后，再取4～8微升步骤(1)所得均一分散的悬浊液，滴涂于石英晶体微天平晶振的银电极的另一侧表面上；

(4)将步骤(3)得到的石英晶体微天平晶振置入干燥箱中，于60℃条件下进行干燥，得到在石英晶体微天平晶振的银电极的两个表面均修饰有直径为5～16nm的氧化铜纳米颗粒的石英晶体微天平传感器。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征是：所述的纯水是电阻率为18.2MΩ·cm的超纯水。

10.一种权利要求1～7任意一项所述的对氰化氢气体和水蒸气有着相反响应信号的氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器的应用，其特征是：

(1)将所述的石英晶体微天平传感器，置于石英晶体微天平的检测系统中的气体检测室中，然后向气体检测室中以800mL/min的流量通入空气，同时通过配有信号采集系统的电脑来记录由气体检测室中的石英晶体微天平晶振传感的、由频率计采集的银电极的振动频率变化产生的频率的响应信号；

(2)向步骤(1)的气体检测室中以800mL/min的流量通入不同相对湿度的水蒸气，同时通过配有信号采集系统的电脑来记录由气体检测室中的石英晶体微天平晶振传感的、由频率计采集的银电极的振动频率变化产生的频率的响应信号；

(3)向步骤(1)的气体检测室中以800mL/min的流量通入20ppm的氰化氢气体和不同相对湿度的水蒸气，同时通过配有信号采集系统的电脑来记录由气体检测室中的石英晶体微天平晶振传感的、由频率计采集的银电极的振动频率变化产生的频率的响应信号；

(4)整理步骤(2)和步骤(3)的石英晶体微天平晶振的银电极的振动频率变化值，分析比较步骤(2)和步骤(3)的石英晶体微天平晶振的银电极的振动频率变化，表明该氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器对水蒸气和氰化氢气体具有不同的响应信号；

其中：氧化铜纳米颗粒修饰的石英晶体微天平传感器对水蒸气的响应信号为负的信号；对氰化氢气体的响应信号为正的信号。