[发明专利]一种基于TiO2复合材料的湿敏传感器

说明书

技术领域

本申请涉及湿敏传感器技术领域，尤其涉及一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器。

背景技术

现今，传感器在人类生活中的地位已经毋庸置疑，针对不同的应用场景，人们开发了不同的传感器，酒精测试仪、离子感烟气、火灾探测仪等都是广泛使用的传感器。同时，湿度传感器也已经广泛应用到日常生活中。比如，在纸张、光学玻璃、电子元件的生产制作环境以及烟茶、食品等的存储都要用到湿度检测，此外，空调房间的湿度调节、大气湿度的监测、洗衣机烘干系统的自控也都需要湿度检测，因此，对感湿性能优异且具有实际应用价值的湿度传感器的制备研究具有现实意义。

然而，现有技术中，湿度传感器的相对湿度检测范围及温度适用范围窄，灵敏度低等问题一直存在，湿度传感器性能的高低取决于湿敏材料，因此，选择优化湿敏材料是湿度传感器研究中的重要内容。

TiO₂系材料具有优良的湿敏性能，其湿敏性能的研究也一直广受关注。氧化钛系材料的形貌可控，可生成纳米颗粒、纳米棒或多孔结构，但是，纯相TiO₂电阻高、灵敏度低、响应恢复迟缓，需要外加热源且需要长时间响应，从而使其在湿度传感器中的应用受到限制。因此，对具有低电阻、高灵敏性、更快响应恢复时间的TiO₂系湿度传感器的研究具有重要现实意义。

发明内容

如上所述，基于上述问题，本发明旨在提供一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，以解决上述提出问题。

本发明的实施例中提供了一种基于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；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。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1.通过上述掺杂，石墨烯作为该TiO₂粒子、Fe₃O₄粒子的载体，使得上述粒子在复合材料中分散均匀，具有理想的大的比表面积，增加了湿敏灵敏度及降低了响应恢复时间；

2.该复合材料中，由于金属纳米线材料的添加，使得所述复合材料呈现一种丝网状涂层，不仅有利于对水汽的吸附，并且增加了复合材料的导电性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明湿敏传感器的结构示意图；

其中，11-陶瓷衬底，12-TiO₂复合材料层，13-金属对电极。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请的技术方案涉及一种基于TiO₂复合材料的湿敏传感器，结合图1，所述湿敏传感器包括陶瓷衬底11、涂敷于陶瓷衬底11表面的TiO₂复合材料层12、制备于TiO₂复合材料层12表面的金属对电极13；该TiO₂复合材料层12厚度为0.2～0.6mm。