[发明专利]一种NGQD/Fe2

说明书

本发明公开了一种NGQD/Fe₂O₃/石墨烯泡沫复合薄膜及其制备方法与应用，该薄膜包括石墨烯泡沫基底，石墨烯泡沫基底上负载有氧化铁纳米球，氧化铁纳米球中嵌有氨基化石墨烯量子点，该薄膜的制备方法包括以下步骤：(1)制备石墨烯泡沫基底；(2)在铁前驱体溶液中加入氨基化石墨烯量子点，搅拌制备溶胶溶液；(3)将石墨烯泡沫基底浸泡在溶胶溶液中进行提拉镀膜，取出干燥；(4)后置热蒸法处理；(5)置于惰性气体下热处理；该薄膜能够作为敏感层应用在丁醛气敏传感器中，该薄膜工作温度低，对气体灵敏度高，对丁醛选择性高、可重复性好、稳定性好，成本低廉、制备方法简单，可大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种复合薄膜及其制备方法与应用，更具体地，涉及一种 NGQD/Fe₂O₃/石墨烯泡沫复合薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

丁醛是一种常见的挥发性有机化合物，呼气中的丁醛含量升高表明人体中枢神经系统受到损害，甚至是患上癌症，丁醛已被国际癌症研究机构列为“致癌物”，目前丁醛检测方法很多，主要有色谱法、极谱法、光谱法、传感器法等，每种方法都有其各自的特点。比色法虽然简单、成本低，但灵敏度不高、选择性不好、采样周期长、无法对丁醛浓度的快速波动迅速作出反应。色谱法、极谱法通常需要有毒试剂，测试过程干扰因素多，不适于现场测试。光谱法可以现场检测，但是需要的仪器巨大、复杂且检测成本偏高。传感器法检测丁醛操作方便、体积小、可现场检测，是当前具有重要发展潜力的丁醛检测方法。呼气检测法可以作为一种无创的方法减少大型仪器设备的使用，从长远来看，这种方法还可能更及时地诊断癌症，也预示着患者有更好的生存机会。在一项前期的研究中，研究者通过对呼出气体中13种挥发性有机物对胃食管癌进行诊断，并基于矢量分析法对数据进行解析，发现正丁醛与胃食管癌的诊断有显著的相关性。近年来，因具备纳米尺寸效应，可控的物理、化学特性，低成本制造，可高灵敏度、快速响应且检测成本低等优点，基于纳米材料的VOCs(挥发性有机物)气体传感器成为呼气 VOCs检测的研究热点。然而，基于金属氧化物半导体的气体传感器往往需要较高的工作温度(200～400℃)才可以使器件获得较好的传感性能。因此，该类型的气体传感器工作时需要消耗大量的能量，较高的工作温度会降低气体传感器的稳定性和工作寿命，同时，这种基于金属氧化物半导体的气体传感器还普遍存在灵敏度低、可重复性差等问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种稳定性好、灵敏度高、能够在低温下工对气体有响应的NGQD/Fe₂O₃/石墨烯泡沫复合薄膜，本发明的另一目的是提供该复合薄膜的制备方法，本发明的另一目的是提供该复合薄膜的应用。

技术方案：本发明所述的NGQD/Fe₂O₃/石墨烯泡沫复合薄膜包括石墨烯泡沫基底，石墨烯泡沫基底上负载有氧化铁纳米球，氧化铁纳米球中嵌有石墨烯量子点。

其中，NGQD/Fe₂O₃/石墨烯泡沫复合薄膜中氨基化石墨烯量子点、氧化铁、石墨烯泡沫元素比分别为8～23％、25～30％、47～67％，石墨烯泡沫的平均孔径为245～265μm，孔壁的长度为175～195μm，孔壁的平均厚度为1.8～3.2μm，氧化铁纳米球的平均粒径为320～440nm，氨基化石墨烯量子点的平均粒径为3～ 5nm。

本发明所述的NGQD/Fe₂O₃/石墨烯泡沫复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备石墨烯泡沫基底；

(2)在铁前驱体溶液中加入氨基化石墨烯量子点，搅拌制备溶胶溶液；

(3)将石墨烯泡沫基底浸泡在溶胶溶液中进行提拉镀膜，取出干燥；

(4)将干燥好的样品置于密闭容器中，利用后置热蒸法处理；