[发明专利]一种比色湿度传感器

说明书

本发明提供了一种具有式I所示化学组成的比色湿度敏感材料。本发明提供的比色湿度敏感材料具有比色湿敏的特性且对环境友好，由其制备的比色湿度传感器，在不同的湿度氛围中，特征颜色鲜明、显著，响应时间短，且显示出较高的灵敏度。本发明提供了所述比色湿度敏感材料的制备方法。本发明提供的方法原材料来源广泛、价格低廉；且所述比色湿度敏感材料通过机械化学法制备，操作简单，对环境友好。

技术领域

本发明涉及湿度传感器技术领域，具体涉及一种比色湿度敏感材料及其制备方法和一种比色湿度传感器。

背景技术

日常生活中所指的湿度为相对湿度，即空气中所含水蒸气量与其空气相同情况下饱和水蒸气量的百分比。湿度与人们生活密切相关，湿度传感器已经广泛应用到日常生活中，如电子元件的生产制作环境、封装检测及食品保存等都需要用到湿度检测。

目前，人们研究的大部分湿度传感器都是通过电阻、电容等电学参数的变化来测量相对湿度，需要经过复杂的信号转换过程，不能简单直观的检测环境湿度，这造成了湿度传感器的复杂性，限制了其应用领域。

比色湿度传感器是一类既能够通过电性能参数来反映相对湿度的变化，也能通过不同的特征颜色来得知相对湿度范围的器件。比色湿度传感器的出现，极大地简化了湿度检测的过程，使得非专业人士也能方便、快捷地得知相对湿度的大概值。但目前比色湿度传感器还存在以下不足：第一，现有的用作比色湿度传感器的比色湿度敏感材料本身或制备过程存在对环境不友好的问题；第二，现有的比色湿度敏感材料大多为聚合物或光子晶体材料，需要预先进行材料的设计，合成工艺复杂，并且材料制备成器件需要经过复杂的后期加工处理，成本高昂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种比色湿度敏感材料及其制备方法和一种比色湿度传感器，本发明提供的比色湿度敏感材料具有比色湿敏的特性且对环境友好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种比色湿度敏感材料，具有式I所示化学组成：

[N(CH₃)₄]₂NiX₄ 式I；

式I中X为I、Cl和Br中的一种或几种。

本发明提供了上述技术方案所述比色湿度敏感材料的制备方法，包括以下步骤：

将NiX₂、N(CH₃)₄X和溶剂混合，得到混合溶液；所述NiX₂、N(CH₃)₄X中X独立为I、Cl和Br中的一种或几种；

将所述混合溶液进行加成反应，得到比色湿度敏感材料。

优选地，所述NiX₂和N(CH₃)₄X的摩尔比为(0.2～2)：1。

优选地，所述混合溶液中NiX₂和N(CH₃)₄X的总浓度为0.1～1mol/L。

优选地，所述溶剂包括水、乙醇、丙酮或N,N-二甲基甲酰胺。

优选地，加成反应的温度为60～120℃，时间为1～12h。

优选地，所述加成反应在搅拌条件下进行。

本发明提供了一种比色湿度传感器，包括叠层设置的电极衬底和湿度敏感材料层，所述湿度敏感材料层由上述技术方案所述比色湿度敏感材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的比色湿度敏感材料形成。

优选地，所述湿度敏感材料层的厚度为200～600nm。