[发明专利]一种氨气传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种氨气传感器的制备方法，氨气传感器包括电极，其特征在于，在所述电极表面覆盖以氮掺杂MXene的复合材料形成的敏感层；在氮掺杂过程中，在MXene基体的表面和边缘产生了TiO₂纳米颗粒的多晶相，锐钛矿和金红石相，使外表面电子富集和异质结增多，由此共同促进了NH₃的吸附和载流子的传输；

包括以下步骤：

步骤1）将Ti₃C₂T_x粉末加入乙二醇中进行超声波处理后放入到反应釜内衬里，其中，Ti是钛元素，C是碳元素，T表示表面端基，x为表面端基数量；具体的，将40mgTi₃C₂T_x粉末分散在30ml乙二醇中进行超声处理2小时后加入到反应釜内衬里；

将尿素作为氮源加入到水溶液中，并将加入尿素后的水溶液放入到反应釜内衬里；具体的，将2.667g尿素作为氮源加入30ml溶液；

在反应釜内衬里进行水热反应；具体的，在180°C条件下进行18小时的水热反应；

采用去离子水和无水乙醇的方法在反应釜内衬里进行交替反复洗涤；具体的，用去离子水和无水乙醇法交替反复洗涤4-6次；

用无水乙醇对反应釜内衬里的溶液进行分散以形成均匀的分散溶液；具体的，无水乙醇为20ml；

超声波频率20kHz-23kHz；

步骤2）将步骤1）得到的均匀的分散溶液喷涂于所述电极表面以形成敏感层，然后将具有敏感层的电极进行真空干燥处理，以制备成氨气传感器。

2.根据权利要求1所述的氨气传感器的制备方法，其特征在于，在所述敏感层的表面还覆盖有防水膜。

3.根据权利要求1所述的氨气传感器的制备方法，其特征在于，在氮掺杂MXene的复合材料形成敏感层时采用尿素作为氮源。

4.根据权利要求3所述的氨气传感器的制备方法，其特征在于，所述MXene与所述尿素的质量比为1：50-1：80。

5.根据权利要求4所述的氨气传感器的制备方法，其特征在于，所述MXene与所述尿素的质量比为1：66.67。

6.根据权利要求1所述的氨气传感器的制备方法，其特征在于，所述敏感层的厚度为50nm~1μm。

7.根据权利要求1所述的氨气传感器的制备方法，其特征在于，氨气传感器对特定氨气浓度的响应值的计算公式为：（R-R0）/R0；

式中：R0为氨气传感器的初始电阻值；

R为特定氨气浓度下氨气传感器的稳定电阻值。

8.根据权利要求1所述的氨气传感器的制备方法，其特征在于，所述电极为叉指电极。

9.根据权利要求1所述的氨气传感器的制备方法，其特征在于，还包括步骤3）：在所述敏感层的表面覆盖防水膜。