[发明专利]一种紧致有序MOFs材料的制备方法及湿度传感设备

说明书

本发明涉及传感器材料制备技术领域，具体涉及一种紧致有序MOFs材料的制备方法及湿度传感设备，其中方法包括：叉指电极作为基底，旋涂聚苯乙烯微球水溶液，获得薄膜A；采用喷涂法将1～2ml溶液A喷涂到薄膜A，获得薄膜B；采用喷涂法将1～2ml溶液B喷涂到薄膜B，获得薄膜C；将薄膜C放置在抽风橱内，先在25℃的温度下放置1～2h，后在40℃的温度下放置0.5～1h；再将薄膜C放置在真空中，从40℃升温至60℃，并在60℃的温度下恒温保持0.5～1h；S5、重复S2～S4的步骤3～5次；S6、将薄膜C放置在真空中，并在60℃的温度下保持24h，获得薄膜D；S7、清洗2～3次，去除乙醇；超声2～10min，溶解聚苯乙烯微球，获得紧致有序MOFs薄膜。本发明制备的薄膜形式的MOFs材料能够应用于湿度传感设备。

技术领域

本发明涉及传感器材料制备技术领域，具体涉及一种紧致有序MOFs材料的制备方法及湿度传感设备。

背景技术

金属有机骨架化合物(Metal Organic Frameworks，简称MOFs)是由无机金属中心(比如说金属离子、金属簇)与桥连的有机配体，通过自组装相互连接形成的具有周期性网络结构的晶态多孔材，MOFs是有机-无机杂化材料，也称配位聚合物，既不同于无机多孔材料，也不同于有机配合物，兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性特征，使其在传感器检测领域具有巨大的发展潜力和诱人的发展前景。

比如说，中国专利CN109467709A公开了一种具有双发光中心的金属有机骨架材料的制备方法，包括步骤：将含锆化合物、含镧系金属化合物、多齿有机配体与有机溶剂或有机溶剂与水的混合液混合，得到混合物，对混合物先升温再恒温，得到双发光中心MOFs；含锆化合物为四氯化锆、水合氯氧锆或硝酸锆，含镧系金属化合物为镧系金属的硝酸盐或镧系金属的氯化物，含镧系金属化合物为氯化铕或硝酸铕；对混合物升温至90～150℃，升温速率为0.2～4℃/min；恒温时间为100～4000min，恒温后自然降温至15～35℃；将得到的双发光中心MOFs分别用DMF、水或丙酮进行清洗；清洗之后，进行干燥，干燥温度为30～80℃。

可见，MOFs材料非常适合制备传感器，呈薄膜形式的MOFs材料应用于温度传感器时，与传统的温度传感器相比，温度测量是非接触式的，不用与被测物体接触即可测量出温度。如果能将薄膜形式的MOFs材料应用于湿度传感器，同样地，不用与被测物体接触即可测量出湿度，但是目前市面上尚未出现采用MOFs材料的湿度传感器。

发明内容

本发明提供一种紧致有序MOFs材料的制备方法及湿度传感设备，将薄膜形式的MOFs材料应用于湿度传感器。

基于此，本发明目的之一在于，提供一种紧致有序MOFs材料的制备方法；本发明目的之二在于，提供一种紧致有序MOFs材料的湿度传感设备。

本发明提供的基础方案为：一种紧致有序MOFs材料的制备方法，包括：

S1、叉指电极作为基底，旋涂聚苯乙烯微球水溶液，在60℃的温度下进行烘干，烘干时间为0.5～2h，获得聚苯乙烯微球薄膜，记为薄膜A；

S2、把0.001～0.01mol六水硝酸钴溶于40ml甲醇和40ml乙醇的混合溶液中进行反应，反应时间30min以上，得到溶液A；采用喷涂法将1～2ml溶液A喷涂到薄膜A，使得溶液A均匀覆盖渗透到聚苯乙烯微球孔隙中，获得具有溶液A均匀渗透覆盖后的聚苯乙烯微球/硝酸钴薄膜，记为薄膜B；

S3、把0.004～0.04mol甲基咪唑和0.0003～0.003mol苄基三甲基溴化铵溶于40ml甲醇和40ml乙醇的混合溶液中进行搅拌，搅拌时间为30min，得到溶液B；采用喷涂法将1～2ml溶液B喷涂到薄膜B，使得溶液B均匀覆盖渗透到聚苯乙烯微球/硝酸钴薄膜，获得具有溶液B均匀渗透覆盖后的聚苯乙烯微球/硝酸钴/甲基咪唑薄膜，记为薄膜C；