[发明专利]一种基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO2传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器，其特征在于，所述的NO₂传感器为旁热式结构，包括镍镉合金加热线圈、Al₂O₃陶瓷管、敏感层、Pt导线和两个金电极；所述的镍镉合金加热线圈位于Al₂O₃陶瓷管内部，用于加热NO₂传感器；两个金电极位于Al₂O₃陶瓷管的表面，每个金电极均与Pt导线相连接，通过测量不同气氛中两条金电极间的直流电阻阻值实现测量NO₂浓度的功能；敏感层包裹在Al₂O₃陶瓷管外侧，并完全覆盖两条金电极；

所述的敏感层为石墨烯/二氧化锡量子点复合材料，厚度为15～30um；所述的Al₂O₃陶瓷管为绝缘层，其内径为0.7～0.9mm，外径为1.0～1.5mm，长度为4～5mm；所述的单个金电极的宽度为0.4～0.5mm，两条金电极的间距为0.5～0.6mm。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器，其特征在于，所述的金电极上引出的铂丝导线长度为4～6mm，铂丝导线将Al₂O₃陶瓷管焊接在通用旁热式六角管座上并加盖防护罩。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器，其特征在于，所述的镍镉合金加热线圈的匝数为50～60匝、电阻值为30～40Ω。

4.上述权利要求1或2或3所述的基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器的制备方法，其特征在于以下步骤：

(1)将石墨烯/二氧化锡量子点复合材料与乙醇按0.1～0.3:1的质量比混合均匀，形成浆料；将浆料均匀涂覆在表面带有一对测试金电极的Al₂O₃陶瓷管的表面上，使其完全覆盖金电极；

所述的石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的涂覆厚度为15～30um；Al₂O₃陶瓷管的内径为0.7～0.9mm，外径为1.0～1.5mm，长度为4～5mm；单个金电极的宽度为0.4～0.5mm，两条金电极的间距为0.5～0.6mm；

(2)将涂覆好石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的Al₂O₃陶瓷管放置于室温下干燥后，将其转移到80℃烘箱中继续干燥30～60min；将镍镉合金加热线圈穿入Al₂O₃陶瓷管对其进行加热，通过调整加热丝的工作电流大小调控NO₂传感器的工作温度；最后通过铂丝导线将Al₂O₃陶瓷管焊接在通用旁热式六角管座上并加盖防护罩；

(3)将Al₂O₃传感器放置于200～400℃空气环境中老化5-15天，得到石墨烯/二氧化锡量子点复合材料基NO₂气体传感器。

5.根据权利要求4所述的基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器的制备方法，其特征在于，石墨烯在石墨烯/二氧化锡量子点复合材料中的质量分数为1％-10％。

6.根据权利要求4所述的基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器的制备方法，其特征在于，所述的金电极上引出的铂丝导线长度为4～6mm。

7.根据权利要求5所述的基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器的制备方法，其特征在于，所述的金电极上引出的铂丝导线长度为4～6mm。

8.根据权利要求4所述的基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器的制备方法，其特征在于，所述镍镉合金加热线圈的匝数为50～60匝、电阻值为30～40Ω。

9.根据权利要求5或6所述的基于石墨烯/二氧化锡量子点复合材料的NO₂传感器的制备方法，其特征在于，所述镍镉合金加热线圈的匝数为50～60匝、电阻值为30～40Ω。