[发明专利]一种制造气体敏感薄膜材料的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及传感器材料技术领域，尤其是涉及一种制造气体敏感薄膜材料的方法。

 

背景技术

近年来，随着大气污染的日益严重，对有毒有害气体的检测成为时下研究的热点。酞菁类有机半导体气敏传感器由于具有能在常温下工作、低成本、精度高等优点，受到人们的关注。

在传感器器的制作中，有机敏感材料的成膜工艺通常采用真空蒸发镀膜工艺，即物理气相沉积(Physical Vapor Deposition简写为PVD)，但由于这种方法制备的薄膜较厚，分子排列的有序程度不易控制。

 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种制造气体敏感薄膜材料的方法，该方法制造的气体敏感薄膜不仅灵敏度高，而且响应恢复很快。

本发明公开的技术方案包括：

提供了一种制造气体敏感薄膜材料的方法，其特征在于，包括：将氧化石墨烯分散于第一铺展剂中，获得氧化石墨烯分散液；用LB成膜法使用所述氧化石墨烯分散液在基片上形成氧化石墨烯薄膜；将形成了所述氧化石墨烯薄膜的所述基片置于盛有去离子水或者超纯水的容器进行热蒸，在所述基片上形成多孔氧化石墨烯网，并且所述多孔氧化石墨烯网中的氧化石墨烯被部分还原；将酞菁酮分散于第二铺展剂中，获得酞菁酮分散液；用LB成膜法使用所述酞菁酮分散液在所述基片的所述多孔氧化石墨烯网上形成酞菁酮薄膜。

本发明的一个实施例中，用LB成膜法使用所述氧化石墨烯分散液在基片上形成氧化石墨烯薄膜的步骤包括：将所述氧化石墨烯分散液滴加于LB膜槽中，使其铺展于亚相表面形成氧化石墨烯薄膜；将所述氧化石墨烯薄膜转移到所述基片上。

本发明的一个实施例中，所述第一铺展剂为甲醇。

本发明的一个实施例中，用LB成膜法使用所述酞菁酮分散液在所述基片的所述多孔氧化石墨烯网上形成酞菁酮薄膜的步骤包括：将所述酞菁酮分散液滴加于LB膜槽中，使其铺展于亚相表面形成酞菁酮薄膜；将所述酞菁酮薄膜转移到所述基片的所述多孔氧化石墨烯网上。

本发明的一个实施例中，所述第二铺展剂为氯仿。

本发明的一个实施例中，将形成了所述氧化石墨烯薄膜的所述基片置于盛有去离子水的容器进行热蒸的步骤包括：将形成了所述氧化石墨烯薄膜的所述基片置于盛有去离子水的容器顶部，在195至200摄氏度的环境下热蒸2.5至3小时。

本发明的实施例的方法中，使用LB成膜法形成气体敏感薄膜。LB膜极薄，且具有相当高的表面积/体积比值，表面又包含较强的致密的活性吸附点，因而以气敏材料的LB膜作为传感器的敏感膜，可极大地提高气体传感器的响应性和灵敏度，具有选择性高、功耗低、灵敏度高以及可在常温下使用等特点。

根据本发明实施例中的方法制得的气体敏感薄膜材料不仅灵敏度较高，而且响应恢复很快。

 

附图说明

图1是本发明一个实施例的制造气体敏感薄膜材料的方法的流程示意图。

 

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明的实施例的制造气体敏感薄膜材料的方法的具体步骤。

图1为本发明一个实施例的制造气体敏感薄膜材料的方法的流程示意图。

如图1所示，在步骤10中，可以制备氧化石墨烯分散液。例如，可以将氧化石墨烯分散于第一铺展剂中，从而获得氧化石墨烯分散呀。

一个实施例中，这里的第一铺展剂可以是甲醇。第一铺展剂与氧化石墨烯的体积比可以为5:1或6:1。

一个实施例中，可以将甲醇与氧化石墨烯混合，然后超声分散15分钟，从而获得氧化石墨烯分散液。

步骤10中获得了氧化石墨烯分散液之后，在步骤12中，可以用LB成膜法，使用该氧化石墨烯分散液在适合的基片上形成氧化石墨烯薄膜。

例如，一个实施例中，可以将氧化石墨烯分散液滴加于LB成膜设备中的LB膜槽中，使该氧化石墨烯分散液均匀铺展于LB膜槽中的亚相（例如，去离子水）表面，并保持一定的模压（例如，20mN·m），从而在该亚相表面形成氧化石墨烯薄膜，然后用适合的方法（例如，垂直提拉法）以一定的速度（例如，0.5mm/min）将该氧化石墨烯薄膜转移到基片上，从而在基片的表面形成表面均匀平整的氧化石墨烯薄膜。

本发明的实施例中，这里的基片可以是硅基片，例如可以是带有插指电极的硅基片，也可以是其他适合的基片。