[发明专利]一种适用于牛肉的银离子掺杂多壁碳纳米管嗅觉传感器

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种适用于牛肉的银离子掺杂多壁碳纳米管嗅觉传感器。

背景技术

传统的气敏传感器有许多种类，如电化学型气敏传感器、频率型气敏传感器、掺杂法改进气敏传感器、有机配合物气敏传感器等，在生产和生活中得到了广泛的应用。传统的气敏检测系统普遍存在着响应速度慢、检测气体种类少、可重复性低、容易受温度气压等环境因素影响等不利因素，有的检测系统甚至因包含微机等仪器而机构庞大，制约了气敏传感系统的现场检测使用。

牛肉是较常见的一种肉类，在宰杀后，随着时间的推移，牛肉会产生变质，牛肉品质的好坏直接关系到人们的健康问题，但是目前却没有合适的传感器针对牛肉的品质进行快速有效的监测。

发明内容

本发明的目的是为了针对上述存在的问题，解决目前没有专门针对牛肉的并能够根据牛肉的挥发性气体快速准确对地牛肉进行检测的传感器，提供了一种适用于牛肉的银离子掺杂多壁碳纳米管嗅觉传感器。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于牛肉的银离子掺杂多壁碳纳米管嗅觉传感器，包括自上而下依次分布的传感器敏感膜层、第一电极和第二电极，第二电极由铝板经阳极氧化制备而成，第一电极为将贵金属在第二电极表面采用直流磁控溅射工艺制备而成，传感器敏感膜层是由将经过酸处理的多壁碳纳米管银离子掺杂后在第一电极表面涂覆而成。

被测气体的浓度变化会引起碳纳米管制备的气体敏感膜的电导率变化，主要机理是气体敏感膜在吸附气体后，其电子能带发生了变化，通过电导率的变化就可以检测气体浓度的大小。

阳极氧化铝材料自身重量轻，因此制备的传感器在重量上有优势，较轻质量的传感器有利于固定在不同的位置，易于使用；阳极氧化铝材料同时具有较高的硬度，不易变形和破碎，可以保持传感器的形状维持不变；阳极氧化铝材料具有多孔的特点，因此有利于被测气体渗透进入，增加附着在阳极氧化铝材料之上的碳纳米管对于被测气体分子的吸附作用，增加检测效果；阳极氧化铝材料具有较好的亲和性，能够与镀在其表面的金属之间产生亲和力，因此镀在其表面的金属不易脱落，增加了传感器结构的稳定性；阳极氧化铝材料也具有极好的电绝缘性，因此可以确保第一电极在一个良好的绝缘基底上正常工作；阳极氧化铝材料易于制备，可重复性好，便于大批制备。因此将传感器敏感膜层与阳极氧化铝结合制备气体传感器与其他相比具有较多的优势。

第二电极由以下步骤制备而成：取厚度为1-5mm的高纯铝板，首先将其在体积比为1-2:1的丙酮和乙醇混合溶液中超声清洗15-30min，接着在体积比为2-4:1的乙醇和高氯酸混合溶液中抛光（Ra ≤0.01μm）5-15min；然后，用去离子水洗净置入0.25-0.35mol/L的草酸溶液中，在直流电压为25-40V下阳极氧化0.5-1h，在高纯铝板表面镀阳极氧化铝薄膜；接着置于温度为45-50℃、摩尔浓度为0.25-0.35mol/L、体积比为1-3:1的磷酸和铬酸混合溶液中10-30min，去除阳极氧化铝薄膜；然后在相同条件下二次阳极氧化20-40min后，再次在高纯铝板表面镀一层厚度为3-10μm的阳极氧化铝薄膜，取出后在温度为45-50℃、质量百分比为3-6%的磷酸溶液中扩孔10-20min，得多孔阳极氧化铝模板，即为第二电极。