[发明专利]一种对丙酮敏感的多面体状四氧化三钴-三维多孔石墨烯凝胶复合材料膜

摘要

本发明提供了一种可用于检测丙酮的多面体状四氧化三钴‑三维多孔石墨烯凝胶复合材料传感器膜的制备方法，属于气敏传感器技术领域。我们首先通过水热合成三维多孔石墨烯凝胶，然后将制备的三维多孔石墨烯凝胶与钴基的金属有机框架材料复合，最后将复合材料在空气下热处理得到多面体状CO₃O₄和三维多孔石墨烯凝胶的复合材料，再利用涂覆法制备成膜，用于丙酮传感检测。该复合材料膜可检测不同浓度的丙酮，在空气气氛下对50ppm CO₂的灵敏值高达81.2(R_gas/R₀)。此制备方法简单，原材料成本低廉，可重复性好，材料膜性能优异，具有很好的应用价值和前景。

主权项

1.一种对丙酮敏感的多面体状四氧化三钴‑三维多孔石墨烯凝胶复合材料膜的制备方法，其制备步骤包括：(1)将一定量的氧化石墨烯加入到一定量的去离子水中，先超声若干分钟，再加入一定量的对苯二酚并且在不停的磁力搅拌下，使其均匀分散；(2)将(1)中的氧化石墨烯分散液加入到体积为50毫升不锈钢的高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，并将其密封；之后将内衬装入不锈钢外壳中密封；(3)将密封好的高压反应釜放进鼓风干燥箱中，设置合适的反应时间和反应温度，当反应结束后，让其自然冷却至室温；(4)离心收集反应产物，分别用去离子水和无水乙醇洗涤若干次，将离心后的产物于冷冻干燥机中冷冻干燥，之后收集产物为三维多孔石墨烯凝胶；(5)将一定量的六水硝酸钴和2‑甲基咪唑分别加入到一定量的去离子水中，在不停的磁力搅拌下，使其完全溶解；(6)将一定量(4)中制备的三维多孔石墨烯凝胶加入到硝酸钴的溶解液中，磁力搅拌若干时间；(7)将硝酸钴和石墨烯的混合液快速加入到2‑甲基咪唑的溶解液中，在磁力搅拌下持续六小时；(8)离心收集反应产物，分别用去离子水和无水乙醇洗涤若干次，将离心后的产物于干燥箱中80℃干燥24小时；(9)将干燥后得到的产物放入石英舟中，于密闭管式炉中一定温度下热处理若干小时；(10)取适量热处理所得样品和无水乙醇研磨均匀后涂敷在叉指电极上，得到最终待测样品，将测试基片放入洁净环境中保存，等待后续电学性质测试。