[发明专利]一种基于rGO-Co3

摘要

一种基于rGO‑Co3O4复合物的室温NO2传感器及其制备方法，属于半导体金属氧化物气体传感器技术领域。由市售的带有2个环形金电极的Al2O3绝缘陶瓷管、涂敷在环形金电极和Al2O3绝缘陶瓷管上的半导体敏感材料、以及穿过Al2O3绝缘陶瓷管的镍铬合金加热线圈组成。由水热与水浴相结合的方法制得rGO‑Co3O4复合物敏感材料，利用石墨烯高的比表面积、气体吸附能力、快的载流子迁移速率以及良好的导电性及其与Co3O4之间的协同作用，从而增加了被检测气体的表面化学反应以及形成了rGO和Co3O4之间的电荷转移，进而有效地提高了传感器对于NO2的敏感特性，且将器件的工作温度降低至室温。器件工艺简单，体积小，适于大批量生产，因而在检测微环境中NO2含量方面有广阔的应用前景。

主权项

1.一种基于rGO-Co3O4复合物的室温NO2传感器，其由外表面自带有2个彼此分立环形金电极的Al2O3陶瓷管、均匀地涂覆在环形金电极和Al2O3陶瓷管外表面的敏感材料薄膜、Al2O3陶瓷管内部的镍镉合金线圈组成，其特征在于，敏感材料为rGO-Co3O4复合物，其由如下步骤制备得到：①将0.6～0.9g六水合硝酸钴和0.4～0.6g尿素在不断搅拌下溶解到20～40mL去离子水中，继续搅拌30～60分钟得到均一的溶液；然后将上述溶液在150～180℃下水热反应14～18小时，冷却至室温后高速离心得到沉淀，将沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤数次，在-50～-30℃下冷冻干燥12～18小时，再在500～700℃下煅烧1～3小时，得到黑色的Co3O4粉末；②取15～20mg冻干后的氧化石墨烯粉体，加入到15～20mL去离子水中，超声30～60分钟，得到均一透明的氧化石墨烯溶液；将10～30mg步骤①得到的Co3O4粉末加入到10～30mL去离子水中，再加入100～1000μL氧化石墨烯溶液，搅拌6～18小时；然后向上述溶液中加入100～500μL、质量分数70～90％的一水合肼水溶液，继续搅拌30～60分钟；最后，在70～90℃水浴条件下反应3～6小时，冷却至室温后高速离心得到沉淀，将沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤数次，在-50～-30℃下冷冻干燥12～18小时，再在400～600℃下真空煅烧1～3小时，得到黑色的rGO-Co3O4复合物粉末。