[发明专利]氨气传感器及其制备工艺

权利要求书

1.氨气传感器，包括气敏材料和基板，所述气敏材料涂覆在所述基板表面，其特征在于，所述气敏材料成分包括具有桥接结构的石墨烯修饰的二氧化钛复合纳米颗粒；所述复合纳米颗粒包括石墨烯和二氧化钛，所述石墨烯桥接在所述二氧化钛之间；所述二氧化钛呈球状，所述二氧化钛的粒径为1μm~5μm；

氨气传感器的制备工艺，包括以下步骤：步骤一，制备带正电荷的二氧化钛微球：对二氧化钛微球的表面进行修饰，使得微球表面带正电荷；

步骤二，制备石墨烯分散液：将一质量份的氧化石墨烯分散到6-8质量份的水中，超声处理，调节pH值至3.5~4.5；

步骤三，取步骤一所得的带正电荷的二氧化钛微球0.04g-0.40g加入到5ml-80ml无水乙醇中，调节pH至6.5~7.5，在搅拌状态下，加入步骤二所得的石墨烯分散液49mg-65mg，调节pH至5.5~6.5；搅拌后离心，得到的沉淀物溶于10ml-30ml的60-75%的乙醇水溶液中，进行水热反应，反应温度175~185℃，反应时间15~17h；

步骤四，将步骤三所得溶液置于Ar环境中煅烧，煅烧温度395-405℃，煅烧时间为1~3h，得具有桥接结构的石墨烯修饰的二氧化钛复合纳米颗粒；

步骤五，取步骤四所得具有桥接结构的石墨烯修饰的二氧化钛复合纳米颗粒4mg～5mg分散至去离子水中，形成8mg/ml～10mg/ml的分散液，再取40μL～50μL分散液涂覆到所述基板表面，40~60℃干燥5-15min。

2.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述石墨烯占复合纳米材料的质量分数为0.2%~20%。

3.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述气敏材料涂覆厚度为0.4~0.5mm。

4.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述基板为带有Au电极的Si基板或者Al₂O₃基板。

5.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述二氧化钛为单分散微球。

6.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤一中，制备带正电荷的二氧化钛微球采用以下处理方式：将0.3g-0.5g二氧化钛微球颗粒溶于180ml-240ml无水乙醇中，超声处理；加入的2ml-3ml氨丙基三甲氧基硅烷冷凝回流3~5h。

7.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤二，超声功率为240~260W，超声时间为25~35min；所述氧化石墨烯经剪切预处理；所述步骤三，离心的转速为2500r-3000r，离心时间为5min-10min。

8.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤五中的涂覆方式包括喷涂、滚涂或浸渍。