[发明专利]柔性氨气传感器的全程温和的制备方法及氨气传感器

说明书

本发明公开了一种柔性氨气传感器的全程温和的制备方法及氨气传感器，将纳米银颗粒掺杂于纳米TiOsubgt;2/subgt;颗粒表面，并将该复合材料加入溶剂中分散成悬浊液，通过涂布或打印的方法将其沉积在柔性电极上，并经过热压处理提高敏感材料在柔性基底上的附着性。传感器制备过程全程无高温操作，所有操作温度均不超过100℃，并且可以实现室温氨气传感性能，对氨气具有良好的选择性，并且敏感层与基底之间具有良好的附着性。

技术领域

本发明涉及具体涉及一种柔性氨气传感器的全程温和的制备方法，属于金属氧化物传感器气敏元件制造工艺技术领域。

背景技术

氨气作为工业生产中最常用的气体之一，一旦泄露会对周围环境造成污染，并威胁人们的身体健康，TiO₂作为应用广泛的金属氧化物半导体电阻型气敏材料，能对多种气体进行响应，掺杂金属或半导体能够提高TiO₂气敏元件的灵敏度，但是TiO₂经常需要经超过100℃的水热或醇热反应，及300℃-600℃高温烧结才可得到掺杂的敏感材料。在传感器应用领域，柔性传感器的研究吸引了大量的注意，因为柔性传感器不仅可以作为可穿戴式传感设备，还能提供可扩展和低成本制造的潜力。但是在气体浓度测量过程中，在100℃-300℃范围内才具有气敏性能的材料与柔性不耐高温的基底不兼容。此外，柔性传感器在使用时需要着重考虑敏感层与柔性基底之间的附着性以保障使用寿命。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种柔性氨气传感器的全程温和的制备方法，该制备方法不需要在高温环境下制备，传感器可实现室温测量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种柔性氨气传感器及其全程温和的制备方法，其包括以下步骤：

一、制备氨气敏感复合材料，

I将按一定量的3.0 g-6.0 g银盐加入20 ml-40 ml氨水形成银离子溶液A，其中银离子溶液A中包含银氨离子，

II将5.0 g -10.0 g二乙醇胺加入银离子溶液A中，制成活性银前驱体B，

III将0.1g-1g的TiO₂纳米颗粒与2 ml -20 ml的活性银前驱体B混合得到混合液C，其中TiO₂纳米颗粒与活性银前驱体B的比例为0.5 g/ml-5 g/ml，在60-70℃条件下磁力搅拌，混合液冷却至室温后，将得到的产物进行离心洗涤，并经过干燥得到TiO₂/Ag氨气敏感复合材料；

二、制备柔性氨气传感器，

1）将0.1 g-0.5 g氨气敏感复合材料加入1.0 ml-5.0 ml乙醇中，分散均匀，得到墨水状浆料，

2）将墨水状浆料涂布或打印于印于印有叉指电极的柔性基底上，

3）将得到的样品在60℃的空气中干燥，

4）将干燥后的样品在上下表面均为65-75℃、500-750MPa的压强下进行热压处理，得到柔性室温氨气传感器。

所述银盐所述银盐为醋酸银，硝酸银或氯化银中的任意一种。

步骤III中，磁力搅拌的转速为500-750 r/min，磁力搅拌的时间为2 h-3 h。

步骤III中，经由最高转速为6000-7000 r/min的离心机进行离心3-5min。

步骤2）中，用移液器或毛刷将墨水状浆料涂布于印有叉指电极的柔性基底上。

步骤2）中，用打印的方法将墨水状浆料打印至印有叉指电极的柔性基底上。

步骤4）中，热压处理10-30 min。