[发明专利]基于碳点掺杂二硫化钼薄片的湿度传感器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物，其中，碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物为二维纳米薄片状。本发明还提供了基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物的制备方法及其用途。本发明还提供了包括基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物的湿度传感器，其制备方法及用途。本发明所制备的基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物以及基于碳点掺杂二硫化钼薄片复合物的湿度传感器具有较宽的响应范围且呈现出线性响应，响应速度快、灵敏度高，重复性能优异。

主权项

1.一种基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物，其特征在于，所述碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物为二维纳米薄片状。

2.一种基于碳点掺杂二硫化钼薄片的湿度传感器，其特征在于，所述湿度传感器包含权利要求1所述基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物作为湿度传感层。

3.一种基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将碳源加入水中制备碳点水溶液；

步骤2，将钼源试剂和硫源试剂加入到步骤1得到的碳点水溶液中，采用一步水热法制备、后处理得到碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物。

4.一种基于碳点掺杂二硫化钼薄片的湿度传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将碳源加入水中制备碳点水溶液；

步骤2，将钼源试剂和硫源试剂加入到步骤1得到的碳点水溶液中，采用一步水热法制备、后处理得到碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物；

步骤3，将步骤2得到的碳点掺杂二硫化钼的复合物与醇试剂混合，滴加到叉指电极上，烘干得到碳点掺杂二硫化钼薄片的湿度传感器。

5.如权利要求3或4所述制备方法，其特征在于，

所述步骤1中，制备碳点水溶液的方法选自微波法、水热法、高温熔融法中的一种；

所述步骤1中，碳源选自L‑谷氨酸，半胱氨酸，赖氨酸，色氨酸，瓜氨酸中的一种或多种；

所述步骤1中，碳源与水的重量体积比为10:1～30:1。

6.如权利要求3或4所述制备方法，其特征在于，

所述步骤2中，钼源试剂选自二水合钼酸钠、四水合钼酸铵中一种或多种组合；

所述步骤2中，硫源试剂选自硫脲、硫代乙酰胺中一种或多种组合；

所述步骤2中，钼源试剂与碳点水溶液的重量体积比为20:1～40:1；

所述步骤2中，硫源试剂与碳点水溶液的重量体积比为10:1～20:1；

所述步骤2中，所述一步水热法的反应温度为160～240℃，反应时间为12～36h；

所述步骤2中，后处理包括洗涤、离心；所述洗涤的溶剂选自水、乙醇中一种或水与乙醇组合的混合溶剂；所述离心速度为5000～10000rpm，离心时间为5～30min。

7.如权利要求3或4所述制备方法，其特征在于，

所述步骤3中，醇试剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一种或几种；

所述步骤3中，碳点掺杂二硫化钼的复合物与醇混合物的滴加体积为1～5μL；

所述步骤3中，干燥温度为50～100℃，干燥时间为0.5～3h。

8.一种权利要求3所述制备方法得到的基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物，其特征在于，所述碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物为二维纳米薄片状。

9.一种权利要求4所述制备方法得到的基于碳点掺杂二硫化钼薄片的湿度传感器，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将碳源加入水中制备碳点水溶液；

步骤2，将钼源试剂和硫源试剂加入到步骤1得到的碳点水溶液中，采用一步水热法制备、后处理得到碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物；

步骤3，将步骤2得到的碳点掺杂二硫化钼的复合物与醇试剂混合，滴加到叉指电极上，烘干得到碳点掺杂二硫化钼薄片的湿度传感器；

其中，

所述步骤1中，制备碳点水溶液的方法选自微波法、水热法、高温熔融法中的一种；

所述步骤1中，碳点原料选自L‑谷氨酸，半胱氨酸，赖氨酸，色氨酸，瓜氨酸中的一种或多种；

所述步骤1中，碳源与水的重量体积比为10:1～30:1；

所述步骤2中，钼源试剂选自二水合钼酸钠、四水合钼酸铵中一种或多种组合；

所述步骤2中，硫源试剂选自硫脲、硫代乙酰胺中一种或多种组合；

所述步骤2中，钼源试剂与碳点水溶液的重量体积比为20:1～40:1；

所述步骤2中，硫源试剂与碳点水溶液的重量体积比为10:1～20:1；

所述步骤2中，所述一步水热法的反应温度为160～240℃，反应时间为12～36h；

所述步骤2中，后处理包括洗涤、离心；所述洗涤的溶剂选自水、乙醇中一种或水与乙醇组合的混合溶剂；所述离心速度为5000～10000rpm，离心时间为5～30min；

所述步骤3中，醇试剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一种或几种；

所述步骤3中，碳点掺杂二硫化钼的复合物与醇混合物的滴加体积为1～5μL；

所述步骤3中，干燥温度为50～100℃，干燥时间为0.5～3h。

10.权利要求1、8任一项所述基于碳点掺杂二硫化钼薄片的复合物、或权利要求2、9任一项所述基于碳点掺杂二硫化钼薄片的湿度传感器制备用于湿度传感监测中的用途。