[发明专利]一种柔性碳化钛聚苯胺气体传感芯片及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种柔性Ti₃C₂/聚苯胺气体传感芯片，其特征在于所述芯片按如下方法制备：

步骤一：制备Ti₃C₂/聚苯胺复合材料

将苯胺盐溶液逐滴加入Ti₃C₂水分散液中，0～5℃连续搅拌30～60min，再逐滴加入过硫酸铵溶液，0～5℃进行搅拌聚合反应，反应完全后，反应液用去离子水洗涤，离心，沉淀真空干燥，获得Ti₃C₂/聚苯胺复合材料；所述Ti₃C₂水分散液中Ti₃C₂与苯胺盐溶液中苯胺质量比为1:0.1-2.0；所述过硫酸铵溶液中过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1：1；

步骤二：制备柔性Ti₃C₂/聚苯胺气体传感芯片

将Ti₃C₂/聚苯胺复合材料超声分散在去离子水中，获得均匀的Ti₃C₂/聚苯胺水分散液；将Ti₃C₂/聚苯胺水分散液滴涂到柔性多指或二指叉形电极表面上，50～100℃下烘干，获得柔性Ti₃C₂/聚苯胺气体传感芯片。

2.如权利要求1所述柔性Ti₃C₂/聚苯胺气体传感芯片，其特征在于步骤一中所述Ti₃C₂水分散液、苯胺盐溶液配制时均在40kHz下超声10～20min。

3.如权利要求1所述柔性Ti₃C₂/聚苯胺气体传感芯片，其特征在于步骤一中所述Ti₃C₂按如下方法制备：将氟化锂加入到6～9mol/L盐酸中，搅拌10-40min，使氟化锂充分溶解在盐酸中，再缓慢加入Ti₃AlC₂粉末，25～55℃下搅拌24～48h，反应结束后，反应液用去离子水真空过滤洗涤至滤液pH为5～6；将滤渣分散在去离子水中冰浴超声10-60min，离心，取上层悬浊液真空过滤，取滤渣在10～25℃真空干燥12h，得到Ti₃C₂；所述盐酸体积用量以氟化锂质量计为10-20ml/g；氟化锂与Ti₃AlC₂粉末质量比为1:1。

4.如权利要求1所述柔性Ti₃C₂/聚苯胺气体传感芯片，其特征在于步骤一所述苯胺盐溶液的溶剂为0.5～2mol/L盐酸水溶液或0.5～2mol/L硫酸水溶液，所述过硫酸铵溶液的溶剂与苯胺盐溶液的溶剂相同。

5.如权利要求1所述柔性Ti₃C₂/聚苯胺气体传感芯片，其特征在于步骤二所述Ti₃C₂/聚苯胺水分散液中Ti₃C₂/聚苯胺浓度1～10mg/mL；所述滴涂量为每0.03～0.06cm²滴涂2～10μL。

6.如权利要求1所述柔性Ti₃C₂/聚苯胺气体传感芯片，其特征在于步骤二中柔性多指或二指叉形电极是通过湿法刻蚀将电极材料光刻沉积在基底表面形成多指或二指叉型电极；所述电极材料为氧化铟，所述基底为PI薄膜或PET薄膜。