[发明专利]氧化镍纳米片阵列的制备方法及甲醛传感器

说明书

技术领域

本发明属于本发明属于电子器件制造技术领域，具体涉及一种氧化镍纳米片阵列的制备方法，以及采用该方法制得的氧化镍纳米片阵列制作的甲醛传感器。

背景技术

氧化镍作为一种重要的过渡金属氧化物，由于其独特的物理和化学性质，在电子材料，磁性材料，催化材料，传感材料，光电材料，场发射显示，能源存储等领域被广泛应用。近几年来，随着纳米科学与纳米技术的迅速发展，与传统材料相比，纳米材料具有量子尺寸效应、表面和界面效应、宏观量子隧道效应等特性，在众多领域表现出更加优异的性能。因此纳米尺度氧化镍的制备、表征及相关性能研究受到了人们的广泛关注。

纳米片阵列是由垂直生长于衬底的纳米片组成的多孔三维纳米结构，该结构具有较大的比表面积，且为开放几何结构，在场发射显示，锂电池材料，气敏传感等领域具有很大的潜在应用价值。迄今为止，人们通过水热法，CVD法和模板法等各种物理和化学方法制备了氧化镍纳米片阵列。并对其电化学性能进行了研究。但是，上述的水热法、模板法和CVD法制备氧化镍纳米片阵列所需要仪器价格昂贵，实验过程复杂，需要在高温高压下进行，反应条件苛刻，而且耗能高，产率低，不能实现大规模生产。

甲醛作为一种室内有毒气体，对人体和环境伤害非常大。对人体的眼睛及呼吸道具有强烈的刺激性。常经数小时至十几小时或更长时间潜伏期后发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征，出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等因此，检测室内空气中的甲醛对保护人体健康，提高生活质量以及保护环境具有很大的意义。

目前检测甲醛的主要方法是采用化学分析法，该方法如乙酰丙酮分光光度法（国家标准编号为：GB/T 15516-1995）、酚试剂比色法（GB/T 18204.26-2000）、AHMT分光光度法（GB/T 16129-1995）等。这几种方法比较费时，仪器价格昂贵，不能实时在线检测，而且检测底线比较高，不能有效的检测低浓度的甲醛。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种氧化镍纳米片阵列的制备方法，其制备工艺简单，可以实现规模化的生产，且成本较低。

本发明的目的还在于提供一种甲醛传感器。

为解决上述发明目的之一，本发明提供一种氧化镍纳米片阵列的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、制取铵盐、镍盐和碱的混合溶液；

S2、将衬底放入步骤S1中制取的混合溶液中，并保温；

S3、将步骤S2中的衬底从混合溶液中取出，并进行退火处理，得到形成在衬底上的氧化镍纳米片阵列。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述的铵盐、镍盐和碱的摩尔比例范围为1:3:6~100:3:6。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述的铵盐选自氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、草酸铵、醋酸铵中的一种或多种的组合；所述的镍盐选自氯化镍、硫酸镍、草酸镍、硝酸镍、醋酸镍、磷酸镍中的一种或多种的组合；所述的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或其组合。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中对所述混合溶液保温时的温度范围为0~300℃，保温时间范围为1min~30h。

作为本发明的进一步改进，步骤S2结束后，所述衬底上形成有氢氧化镍纳米片阵列，步骤S3中退火处理的温度最低为200℃，最高不高于氢氧化镍纳米片阵列的熔点。

为实现上述另一发明目的，本发明提供一种甲醛传感器，包括氧化镍纳米片阵列以及形成于所述氧化镍纳米片阵列上的若干电极，所述氧化镍纳米片阵列由上述发明内容所提供的方法制得。

作为本发明的进一步改进，所述电极包括叉齿电极和/或一字型电极，所述若干电极之间的间距范围为1nm~10cm。

作为本发明的进一步改进，所述电极通过气流喷技术打印在所述氧化镍纳米片阵列上，并进行退火处理形成。

作为本发明的进一步改进，所述退火处理时的温度范围为10℃~500℃，退火处理时的气体氛围为真空、惰性气体、空气中的一种或几种的组合。

作为本发明的进一步改进，所述电极的材质为银。