[发明专利]一种石墨烯基NH3传感器的制备方法及其解吸附方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备石墨烯基NH₃传感器的方法，还涉及一种由该方法制备出的石墨烯基NH₃传感器的解吸附方法。

背景技术

石墨烯材料由于大的比表面积和高载流子迁移率在薄膜气敏材料方面有着广泛的应用。在采用石墨烯作为基体制备NH₃传感器时，通常会添加金属氧化物纳米颗粒来首先制取复合型的气敏材料，存在的问题是金属氧化物纳米颗粒不能很好的均匀分散在石墨烯基体中，会发生严重的团聚现象，这严重影响传感器的导电性能，进而影响到传感器的气体灵敏度。现有技术中，一般是采用表面活性剂或溶液分散剂使金属氧化物纳米颗粒之间相互排斥，从而解决分散问题。这样的技术手段会引入多种不环保的添加剂，而且一定程度上会掩盖材料的物理化学性质。

现有技术中还存在的问题是：石墨烯基NH₃传感器在吸附NH₃气体分子后，在各种背景气体如N₂、干燥空气、氩气等稀释下并不能完全解吸附，且恢复时间长达数十分钟甚至数小时。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的一个技术问题是：提供一种石墨烯基NH₃传感器的制备方法，能够使金属氧化物颗粒均匀的分散在石墨烯基体上，能够提高传感器的灵敏性和选择性。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种石墨烯基NH₃传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：制备气敏材料：

步骤1.1：将15～25ml浓度为8～12mM的醋酸铜溶液加入到20～30ml浓度为0.2～0.4mg/ml的氧化石墨烯水分散液中，得到棕色悬浊液并在室温下磁力搅拌12个小时；

步骤1.2：将15～25ml浓度为15～17mM的氢氧化钠溶液逐滴加入到步骤1.1的棕色悬浊液中，并静置10个小时得到棕绿色的沉淀物；

步骤1.3：将步骤1.2的沉淀物转移到50ml的特氟龙反应釜中并加入25～35ml浓度为5～7mM的葡萄糖水溶液；

步骤1.4：将步骤1.3中装有混合溶液的反应釜置入高温实验箱中，温度设定为96℃,保持10个小时；

步骤1.5：将步骤1.4经过水热反应得到的复合材料用水和乙醇以离心的方式多次清洗，以去除各种反应添加剂，从而得到纯净的RGO/Cu₂O复合材料。

步骤2：将步骤1.5中得到的RGO/Cu₂O复合材料分散到乙醇中。

步骤3：用移液器取定量的步骤2中得的RGO/Cu₂O复合材料乙醇分散液，采用气喷法将RGO/Cu₂O复合材料乙醇分散液沉积在叉指电极器件上，并置于70℃的真空干燥箱中保存。

优选的，步骤1.1中将20ml浓度为10mM的醋酸铜溶液(Cu(Ac)₂)加入到25ml浓度为0.2mg/ml的氧化石墨烯水分散液(GO)中。

优选的，步骤1.2中选用20ml浓度为16.8mM的氢氧化钠溶液。

优选的，步骤1.3中加入30ml浓度为6mM的葡萄糖水溶液。