[发明专利]一种基于酸化氧化碳纳米管的QCM型湿度传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于酸化氧化碳纳米管的QCM型湿度传感器，其特征在于，是由QCM元件、在QCM元件的电极表面制备的酸化氧化碳纳米管湿敏膜、振荡电路、频率计、计算机、湿度发生装置组成；QCM湿敏元件的引线末端接入到振荡电路的端口处，频率计与振荡电路的输出端相连接，计算机与频率计相连接，湿度发生装置是利用饱和盐法获得相应的相对湿度环境。

2.如权利要求1所述的一种基于酸化氧化碳纳米管的QCM型湿度传感器，其特征在于，在QCM元件的电极表面制备的湿敏膜材料是酸化氧化过的碳纳米管，是将未改性的碳纳米管置于体积比为3:1的质量分数95％～98％的浓H₂SO₄和质量分数60％～65％的浓HNO₃体系中，在一定温度50～70℃下油浴搅拌处理1～2h；反应结束后用去离子水稀释并过滤，用去离子水反复洗涤过滤产物至溶液pH呈中性；收集过滤得到的固体，在30～50℃的真空条件下干燥15～30h，得到酸化氧化处理的碳纳米管。

3.如权利要求2所述的一种基于酸化氧化碳纳米管的QCM型湿度传感器，其特征在于，碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。

4.权利要求1、2或3所述的一种基于酸化氧化碳纳米管的QCM型湿度传感器的制备方法，其步骤如下：

(1)清洗QCM元件：将空白的QCM元件依次放入到去离子水和无水乙醇中，分别超声清洗20～30s，然后在40～60℃的真空条件下放置2～4h，待其彻底干燥后取出放在干净的容器中待用；

(2)配制敏感材料分散液：称取酸化氧化处理过的碳纳米管加入到溶剂中，混合并超声4～6h制成浓度1～2mg/mL的湿敏材料分散液；

(3)制作QCM湿敏元件：用微量移液枪抽取1～2μL的湿敏材料分散液，并垂直悬置于QCM元件电极表面的中心处进行滴涂，然后将滴涂后的QCM元件在40～60℃的真空条件下水平放置2～4h，待表面材料层彻底干燥后取出，从而得到QCM湿敏元件；多次重复此步骤，可以得到不同湿度敏感膜厚度的QCM湿敏元件。

5.如权利要求4所述的一种基于酸化氧化碳纳米管的QCM型湿度传感器的制备方法，其特征在于，配制湿敏材料分散液的溶剂是去离子水或无水乙醇。