[发明专利]一种基于TiO2复合材料的湿敏传感器

权利要求书

1.一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，所述湿敏传感器包括陶瓷衬底、涂敷于陶瓷衬底表面的TiO₂复合材料层、制备于TiO₂复合材料层表面的金属对电极；其特征在于，该TiO₂复合材料为一种TiO₂/石墨烯/金属纳米线/Fe₃O₄复合材料，其中，TiO₂为TiO₂纳米粒子，Fe₃O₄为Fe₃O₄纳米粒子，该石墨烯为该TiO₂纳米粒子、Fe₃O₄纳米粒子的载体。

2.如权利要求1所述的一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，其特征在于，该TiO₂复合材料层厚度为0.2～0.6mm。

3.如权利要求1所述的一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，其特征在于，在上述TiO₂复合材料中，该石墨烯质量占比为6～12％。

4.如权利要求1所述的一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，其特征在于，在上述TiO₂复合材料中，该Fe₃O₄质量占比为3％。

5.如权利要求1所述的一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，其特征在于，在上述TiO₂复合材料中，该金属纳米线质量占比为5～14％。

6.如权利要求5所述的一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，其特征在于，上述的金属纳米线为金纳米线、银纳米线、钛纳米线中的一种。

7.如权利要求6所述的一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，其特征在于，上述的金属纳米线为钛纳米线，该钛纳米线长度为200～800nm，直径为50～500nm。

8.如权利要求1所述的一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，其特征在于，所述TiO₂复合材料的制备步骤如下：

步骤1、取天然石墨和浓硫酸混合，缓慢搅拌使之混合均匀，得到60ml石墨浓度为45g/L的反应液，然后将该反应液置于冰浴中，在不断搅拌下将6g KMnO₄缓慢加入反应液中，2h后，将反应装置置于40℃的水浴中，持续搅拌2h，再向反应液中逐滴加入100ml去离子水，稀释后将反应液升温至95℃持续反应15min，再向反应液中加280ml去离子水和6ml的H₂O₂以终止反应，经过离心得到土黄色产物，用1.25mol/L的稀盐酸反复洗涤离心并弃除上清液，直至上清液中SO₄^2-洗涤干净，最后将所得到的土黄色产物置于50℃真空干燥箱烘干，即可得到氧化石墨；

步骤2、超声处理上述得到的氧化石墨，冷冻干燥上清液即可得到氧化石墨烯；然后取氧化石墨烯5mg溶于100ml无水乙醇，超声混匀得到氧化石墨烯的乙醇悬浮液，然后加入0.2ml的26wt.％的氨水，超声10min得到溶液A；然后取钛酸四丁酯缓慢滴入溶液A中，再加入适量的金属纳米线、Fe₃O₄粒子，在40℃下机械搅拌12h，最后离心洗涤得到沉淀物；

步骤3、将上述获得的沉淀物转移至50ml的反应釜中，进行水热反应，在180℃下水热12h，离心后将沉淀进行冷冻干燥，最终获得丝网颗粒状的TiO₂/石墨烯/金属纳米线/Fe₃O₄复合材料。