[发明专利]多功能传感器及其制备方法

说明书

本发明提供一种多功能传感器的制备方法，包括：提供电极；制备碳点和金属酞菁衍生物的混合溶液；将所述混合溶液滴在所述电极上，以形成导电薄膜。本发明的多功能传感器可以对氧化性气体NO₂和还原性气体NH₃都表现出很好的气敏响应性能，同时还可以对湿度表现出优良的湿敏响应性能，即一种制备方式制备得到的传感器可以对NO₂、NH₃和H₂O都表现出优良的响应性能，且三种气体因为性质差异、不易串扰；同时，本发明的多功能传感器的工作温度为常温，不需要额外供热进行高温作业，给监测系统整体的电路设计减少难度，降低功耗。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种多功能传感器及其制备方法。

背景技术

气体传感器(又称气敏传感器)和湿度传感器(又称湿敏传感器)是在生活、生产、国防军工、环境监测等领域十分常用的传感器。目前的传感器往往只能检测某一种特定的气体(湿度传感器也可以看成是检测水蒸气的气体传感器)，这导致了监测设备的设计变得繁杂、能耗过大、故障率增加等缺陷。其次，传统的金属半导体传感器在工作时往往需要很高的工作温度(需要给传感器本身加热至200℃以上)才能表现出气敏性能，这也使得最终的监测设备能耗过大，不够节能环保。

发明内容

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多功能传感器及其制备方法，用于解决现有技术中的传感器存在的一种多功能传感器只能检测某一种特定的气体而导致设计变得繁杂、能耗过大、故障率增加等缺陷，以及现有技术中的传感器工作时往往需要很高的工作温度才能表现出气敏性能而导致的能耗过大，不够节能环保的问题。

本发明提供一种多功能传感器的制备方法，包括：

提供电极；

制备碳点和金属酞菁衍生物的混合溶液；

将所述混合溶液滴在所述电极上，以形成导电薄膜。

可选地，制备所述碳点包括：

提供L-谷氨酸溶于蒸馏水；

对所述L-谷氨酸溶于蒸馏水进行水热反应，以得到碳点水溶液；将所述碳点水溶液冻干得到所述碳点。

可选地，所述水热反应的温度为160-240℃，所述水热反应的时间为10-20小时。

可选地，所述金属酞菁衍生物包括四羧基金属酞菁衍生物，制备所述四羧基金属酞菁衍生物包括：

将原料偏苯三甲酸酐、尿素和二价金属氯化物、钼酸铵混合研磨成粉末；

将所述粉末进行油浴反应得到蓝黑色固体；

将所述蓝黑色固体进行回流反应；

将所述回流反应得到的产物依次进行清洗、ph值调节及抽滤，以得到所述四羧基金属酞菁衍生物。

可选地，所述二价金属氯化物包括氯化钴、氯化镍、氯化铜、氯化锌和氯化亚铁；所述粉末中，所述偏苯三甲酸酐和所述二价金属氯化物的摩尔比为2.5:1～5:1，所述尿素和所述二价金属氯化物的摩尔比为10:1-20:1，所述钼酸铵和所述二价金属氯化物的摩尔比为0.005:1-0.01:1。

可选地，所述油浴反应的温度为100-200℃，所述油浴反应的时间为5-12小时；所述回流反应的温度为85-100℃，所述回流反应的时间为6-12小时；所述ph值调节后的ph值为1-3；所述ph值调节与所述抽滤之间还包括静置12-24小时的步骤。

可选地，将所述四羧基金属酞菁衍生物溶于N,N-二甲基甲酰胺得到第一溶液，将所述碳点溶于蒸馏水得到第二溶液，将所述第一溶液与所述第二溶液按一定比例进行混合以得到所述混合溶液，所述混合溶液中，所述四羧基金属酞菁与所述碳点质量比9:1-1:1。