[发明专利]湿度传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种湿度传感器，其特征在于，包括衬底、电极和湿度感应层，所述衬底的材料为玻璃、陶瓷、有机高分子薄膜或表面形成有二氧化硅层的硅片，所述电极设置在所述衬底上，所述湿度感应层设置在所述衬底上，并完全覆盖所述电极，所述湿度感应层的材料包括质量比为1:2～1:4的第一湿敏材料和第二湿敏材料，所述第一湿敏材料选自改性氧化石墨烯及氧化碳纳米管中的至少一种，所述改性氧化石墨烯选自氨基化氧化石墨烯及磺化氧化石墨烯中的至少一种，所述第二湿敏材料选自全氟磺酸及磺化聚醚醚酮中的至少一种，且所述第一湿敏材料对湿度的响应显示出凹函数性质，所述第二湿敏材料对湿度的响应显示出凸函数性质。

2.根据权利要求1所述的湿度传感器，其特征在于，所述第一湿敏材料为氨基化氧化石墨烯，所述第二湿敏材料为全氟磺酸，所述第一湿敏材料和所述第二湿敏材料的质量比为1:2～1:4。

3.根据权利要求1所述的湿度传感器，其特征在于，所述电极为叉指电极。

4.根据权利要求1所述的湿度传感器，其特征在于，所述电极包括导电层，所述导电层的材料选自金、铝、铜及银中的一种。

5.根据权利要求4所述的湿度传感器，其特征在于，所述电极还包括与所述导电层层叠的过渡层，所述过渡层远离所述导电层的一面与所述衬底层叠，所述过渡层的材料选自铬及钛中的一种。

6.一种湿度传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在衬底上形成电极，所述衬底的材料为玻璃、陶瓷、有机高分子薄膜或表面形成有二氧化硅层的硅片；

在所述衬底上形成湿度感应层，并使所述湿度感应层完全覆盖所述电极，得到湿度传感器，其中，所述湿度感应层的材料包括质量比为1:2～1:4的第一湿敏材料和第二湿敏材料，所述第一湿敏材料选自改性氧化石墨烯及氧化碳纳米管中的至少一种，所述改性氧化石墨烯选自氨基化氧化石墨烯及磺化氧化石墨烯中的至少一种，所述第二湿敏材料选自全氟磺酸及磺化聚醚醚酮中的至少一种，且所述第一湿敏材料对湿度的响应显示出凹函数性质，所述第二湿敏材料对湿度的响应显示出凸函数性质。

7.根据权利要求6所述的湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底上形成湿度感应层的步骤具体为：将浆料涂覆在所述衬底上，并使所述浆料完全覆盖所述电极，经干燥，得到所述湿度感应层，其中，所述浆料包括所述第一湿敏材料、所述第二湿敏材料和溶剂。

8.根据权利要求7所述的湿度传感器的制备方法，其特征在于，在所述浆料中，所述第一湿敏材料和所述第二湿敏材料的总质量与所述溶剂的体积的比为1mg～5mg:1mL。

9.根据权利要求7所述的湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述第一湿敏材料为氨基化氧化石墨烯，所述第二湿敏材料为全氟磺酸，其中，所述将浆料涂覆在所述衬底上之前，还包括所述浆料的配制步骤：配制含有所述第一湿敏材料和所述溶剂的预配液，且所述预配液的pH值为10～12；配制含有所述第二湿敏材料和所述溶剂的混合液；将所述预配液和所述混合液混合，得到所述浆料，其中，所述第一湿敏材料和所述第二湿敏材料的质量比为1:2～1:4。

10.根据权利要求7所述的湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述干燥方法为自然干燥；或者，所述干燥的方法为烘烤，且烘烤温度不超过70℃。