[发明专利]丙酮离子敏感场效应传感器敏感膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测丙酮的离子敏感场效应传感器的敏感膜的制备方法，尤其适用于环境监测和人体检查等方面对丙酮的检测。

背景技术

随着现代科学技术的发展，丙酮的应用领域越来越广，丙酮在给我们带来生活和工业生产便利的同时，也存在巨大隐患。丙酮发生泄漏后，低浓度可产生头晕、醉感、倦睡、恶心和呕吐，高浓度导致失去知觉、昏迷和死亡。同时丙酮具有高度易燃性，属于甲类火灾危险物质。在室温下蒸气与空气会形成爆炸性混合物一旦有火源作用，便会引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至会危及生命安全。为了减少这类事故的发生，必须采用可靠的安全检测仪，对这些丙酮进行现场实时检测，严密监测环境中丙酮的浓度，及早发现事故隐患，并采取有效措施，避免事故的发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。因此，研究丙酮浓度的检测方法与丙酮监测手段就成为工程技术发展领域的一个重要课题。

离子敏感场效应器件(Ion-Sensitive Field-Effect Transistor，简称ISFET)是将金属-氧化物-半导体场效应管的金属栅极换成对某种特定离子具有选择性的敏感膜，通过绝缘层与电解液接触，使ISFET器件的工作特性随着溶液中离子浓度的变化而改变。通过制备各种离子选择膜，目前ISFET已可用于检测H⁺、K⁺、Cl^-、NH₄⁺等二十多种离子。要实时快速分析丙酮，ISFET是比较理想的选择。主要原因有两个：一是溶液和呼气中的丙酮是与水分的混合体，在一定条件下(加热、光或者电场激发)可以电离出离子；二是离子敏场效应器件是固体传感器，具有微型化、可集成化和响应迅速等优于其他传感器的特点。如果能够研究出一种对丙酮离子敏感的绝缘材料，则为丙酮敏感场效应器件的研究奠定了基础。

目前人们检测分析空气中丙酮含量的方法大多采用气相色普仪，其中有的采用传统气相色谱分析方法，从色谱图中的峰面积直接计算丙酮的含量，精度较低；有的采用GB/T6026-1998中的测定方法，采用热导气相色谱仪，以氢气为载气，以GDX-102为固定相进行测定，间接通过测得的含水、含醇、含酸的百分比计算而得(丙酮纯度＝100％-水％-醇％-酸％)，测定的过程较为烦琐，时间较长。气相色谱法虽较灵敏，但制作标准曲线需配制标准气系列，操作步骤多且不易配准。临床采集空气用的注射器气密性要求高，容易造成气样泄漏影响检测结果。

发明内容

技述问题：本发明的目的是提供一种方法简单，操作方便，检测快速快，成本低廉，稳定性强，精确度高的丙酮离子敏感场效应传感器敏感膜的制备方法。

技术方案：本发明的丙酮离子敏感场效应传感器敏感膜的制备方法：

a、将一定量比例的TiO₂和Al₂O₃粉末进行混合；

b、取适量的TiO₂和Al₂O₃混合粉末，加入适量的导电胶和增塑剂，溶于适量的四氢呋喃中；

c、充分搅拌后，涂覆在金属-氧化物-半导体场效应管的栅极上；

d、置入烘箱内进行烘烤；

e、在室温下干燥，得到丙酮离子敏感场效应传感器的敏感膜。

所述一定量的TiO₂和Al₂O₃混合的质量比例约为1∶15～20；所述的导电胶选用环氧树脂；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛异酯；所述的混合粉末、导电胶、增塑剂和四氢呋喃的质量比例约为1∶5∶3∶20；所述充分搅拌的时间约为半小时，涂覆在金属-氧化物-半导体场效应管的栅极上的厚度约为2～3mm；所述烘烤的温度约为70～75摄氏度，烘烤时间约为1小时；所述在室温下干燥的时间约为24小时。