[发明专利]一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法

摘要

本发明涉及传感器领域，公开了一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法，通过溶液混合法制备柔性导电纤维，其中以苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物（苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物）为柔性基底，以聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸‑石墨烯为导电材料，并以银纳米线修饰电极，得到一种基于银纳米线修饰的苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯/石墨烯/聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸的柔性纤维传感器电极。本发明传感器电极可应用于医疗生物监测，环境和卫生监测等领域。

主权项

1.一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)油性成膜溶液的配制：取苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物添加到三氯甲烷溶液中，搅拌后静置，使苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物完全溶解，得到油性成膜溶液，待用；(2)球磨法制备石墨烯：在球磨罐中加入石墨粉和湿介质进行球磨，旋转托盘转速为2800‑3200rpm，球磨时间为40‑50h，开罐取出石墨烯加入盐酸清洗除去产物中多余杂质，再用去离子水洗净，冷冻干燥，得到固体石墨烯；(3)聚3，4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸‑石墨烯导电复合材料的制备：称取固体石墨烯加入到聚苯乙烯磺酸溶液中，超声分散，然后加入3，4‑乙烯二氧噻吩单体，并在搅拌条件下逐滴加入三氯化铁溶液，继续搅拌反应10‑14h，离心分离所得的墨绿色浆液，并分别用无水乙醇和蒸馏水反复清洗多次至洗涤液无色，收集固体，70‑80℃下真空干燥10‑14h，得到聚3，4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸‑石墨烯导电复合材料；(4)水性导电溶液的配制：将步骤(3)得到的聚3，4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸‑石墨烯导电复合材料添加到水中，超声分散，得到水性导电溶液，待用；(5)高分子导电纤维的制备：将步骤(4)的水性导电溶液和步骤(1)的油性成膜溶液进行混合，并用进行超声处理，从而得到混合均一的水油W/O导电溶液，取导电混合液倒入特制的模具中，放置20‑30h后，自然干燥，取出导电纤维并烘干；(6)柔性纤维传感器电极的制备：将步骤(5)得到的高分子导电纤维裁剪为小段；(7)银纳米线的制备：将丙三醇加入500mL三口烧瓶中，加入5‑6gPVP，升温至55‑65℃并机械搅拌直至PVP完全溶解；待体系温度降至室温后，加入1‑2g硝酸银，搅拌至完全溶解；然后加入含有56‑60mg氯化钠和0.3‑0.7mL水的丙三醇溶液8‑12mL，持续搅拌并加热，当温度达到设定值后关闭加热，降至室温；加入与丙三醇同体积的水，静置过夜后倒去上层清液，用异丙醇再对溶液底部的沉淀物进行分散，然后将溶液在离心处理，重复数次，得到分散在异丙醇溶液中的银纳米线；(8)银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备：用氧等离子体处理裁剪后的高分子导电纤维表面，然后将高分子导电纤维侵入含有银纳米线的异丙醇溶液中，在室温下干燥，得到银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极。