[发明专利]一种基于碳纳米管/氧化锌/壳聚糖复合膜的湿度传感器

权利要求书

1.一种基于碳纳米管/氧化锌/壳聚糖复合膜的化学电阻型湿度传感器，所述湿度传感器的传感单元包括氧化铝陶瓷衬底，设于氧化铝陶瓷衬底表面的银叉指电极，涂覆于氧化铝陶瓷衬底以及银叉指电极上的敏感材料层；其特征在于，所述敏感材料层为涂覆于氧化铝陶瓷衬底以及银叉指电极上的CNT/ZnO杂化材料，以及涂覆于CNT/ZnO杂化材料上表面的壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的一种基于碳纳米管/氧化锌/壳聚糖复合膜的化学电阻型湿度传感器，其特征在于，所述敏感材料层中CNT与ZnO的质量比为2:1。

3.根据权利要求2所述的一种基于碳纳米管/氧化锌/壳聚糖复合膜的化学电阻型湿度传感器，其特征在于，所述CNT的直径为12nm～18nm。

4.根据权利要求3所述的一种基于碳纳米管/氧化锌/壳聚糖复合膜的化学电阻型湿度传感器，其特征在于，所述CNT/ZnO杂化材料的结构为多孔结构。

5.如权利要求1至4任一权利要求所述的一种基于碳纳米管/氧化锌/壳聚糖复合膜的化学电阻型湿度传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1）制备CNT/ZnO杂化材料：制备得到CNT/ZnO杂化材料后溶于水中，形成CNT/ZnO杂化材料溶液；

步骤（2）配制壳聚糖溶液：

配制乙酸溶液，随后称取壳聚糖，加到乙酸溶液中，超声分散30min以完全溶解，壳聚糖溶液，静置过夜，以待备用；

步骤（3）涂覆敏感材料层：

取CNT/ZnO杂化材料溶液，均匀涂覆在陶瓷衬底表面，涂覆过程中应保证银电极被全部覆盖，60℃干燥，确保溶剂完全蒸发；之后步骤（2）中的壳聚糖溶液，涂覆在CNT/ZnO膜上，60℃干燥，确保溶剂完全蒸发；之后静置过夜，制成化学电阻型湿度传感器。

6.根据权利要求5所述的一种基于碳纳米管/氧化锌/壳聚糖复合膜的化学电阻型湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）制备CNT/ZnO杂化材料的步骤为：首先，配制浓硫酸和浓硝酸的体积比为3:1的混酸；将CNT放入混酸中，60℃下超声5h，过滤，并用去离子水洗涤至中性，在60℃下干燥；随后取酸处理过的CNT溶于水中，超声分散1h；同时，取氯化锌粉末溶于水中，搅拌30min以完全溶解；之后将氯化锌溶液与CNT溶液混合，搅拌1h后，在持续搅拌下将氨水缓慢滴加至混合溶液中，直至混合溶液pH为9；继续超声2h，以确保反应完全；过滤，并用去离子水洗涤至中性，在60℃下干燥；最后在管式炉中250℃保温2h，以得到CNT/ZnO杂化材料；之后取CNT/ZnO杂化材料溶于水中，超声分散1h，形成均一的黑色CNT/ZnO杂化材料溶液，以待备用。