[发明专利]一种基于分子筛的湿度传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于湿度传感器技术领域，具体涉及一种基于分子筛的湿度传感器的制备方法。

背景技术

分子筛材料是指材料结构中含有大小均匀的微孔，这些微孔的直径可与分子直径比拟。分子筛材料主要特点是结构中的多孔、不同的孔道尺寸以及孔道结构中的离子种类不同，这些特点决定了分子筛对于不同分子的选择吸附性、筛分性或者催化性等等。人们研究分子筛材料的合成、制作、应用的基础都是基于对分子筛内部结构孔道认识的多少，比如分子筛晶体孔穴内部分子间的范德华力和偶极子的极性产生的微观局部电场和库仑作用场，使得对于特定气体分子或者极性分子有着选择性吸附的特性，再比如孔径的大小直径一般分布一致，因此只有小于孔径的分子才能进入到孔穴内部，或者轻易脱离孔穴，或者永久存在孔穴中。分子筛材料在气体传感器、化学环境净化方面有着初步探索，但湿度传感器上的应用却不多，究其原因，分子筛材料的响应恢复时间都不太理想。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是提供一种基于分子筛的湿度传感器的制备方法，该湿度传感器具有良好的响应恢复特性。

技术方案： 一种基于分子筛的湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将氢氧化铝5-10g加至10-15v/v%磷酸水溶液30-40mL中，加热至30-40℃，搅拌30-40min，冷却至25℃，在搅拌条件下加入三正丙胺3-7mL，继续搅拌，得到反应液；

步骤2，将步骤1所得反应液置于高压反应釜中进行反应，得到白色产物；

步骤3，将步骤2所得白色产物用去离子水洗净，干燥，得到分子筛；

步骤4，将步骤3所得分子筛与去离子水按质量比4：1混合研磨，涂敷于基于Ag-Pd叉指电极的Al₂O₃陶瓷衬底上，老化，即得。

进一步地，所述磷酸水溶液中还含有0.5-1wt.%葡萄糖和0.1-0.5wt.% 十二烷基苯磺酸钠。

进一步地，步骤1中搅拌为超声搅拌，超声频率为500-800w。

进一步地，步骤2中反应温度为150-170℃、时间为15-20h。

进一步地，步骤3中干燥温度为40-50℃。

进一步地，步骤4中老化条件为交流电压0.5V、频率100Hz、12-15h。

有益效果： 本发明所得湿度传感器阻抗变化范围是3个数量级，湿滞回环小于3%，响应恢复时间都在2~3s，响应恢复特性较好。

具体实施方式

实施例1

一种基于分子筛的湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将氢氧化铝5g加至10v/v%磷酸水溶液40mL中，加热至30℃，搅拌30min，冷却至25℃，在搅拌条件下加入三正丙胺3mL，继续搅拌，得到反应液；

步骤2，将步骤1所得反应液置于高压反应釜中进行反应，得到白色产物；

步骤3，将步骤2所得白色产物用去离子水洗净，干燥，得到分子筛；

步骤4，将步骤3所得分子筛与去离子水按质量比4：1混合研磨，涂敷于基于Ag-Pd叉指电极的Al₂O₃陶瓷衬底上，老化，即得。

其中，所述磷酸水溶液中还含有0.5wt.%葡萄糖和0.1wt.% 十二烷基苯磺酸钠；步骤1中搅拌为超声搅拌，超声频率为500w；步骤2中反应温度为150℃、时间为20h；步骤3中干燥温度为40℃；步骤4中老化条件为交流电压0.5V、频率100Hz、12-15h。

实施例2

一种基于分子筛的湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将氢氧化铝7g加至12v/v%磷酸水溶液36mL中，加热至35℃，搅拌30min，冷却至25℃，在搅拌条件下加入三正丙胺5mL，继续搅拌，得到反应液；

步骤2，将步骤1所得反应液置于高压反应釜中进行反应，得到白色产物；

步骤3，将步骤2所得白色产物用去离子水洗净，干燥，得到分子筛；

步骤4，将步骤3所得分子筛与去离子水按质量比4：1混合研磨，涂敷于基于Ag-Pd叉指电极的Al₂O₃陶瓷衬底上，老化，即得。