[发明专利]敷有金属有机框架物的选择性透气膜的制备方法及其应用

说明书

本发明公开的一种敷有金属有机框架物的选择性透气膜的制备方法及其应用，通过在放置有气体传感器的管壳顶部密封覆盖敷有MOF的选择性透气膜，实现气体传感器对于气体的选择性，提高检测气体的准确性，另外可以在盛放气体传感器的管壳的不同腔室放置检测不同气体的气体传感器，通过不同腔室所对应的MOF薄膜不同，实现对混合气体的选择性通过，从而提高气体传感器对检测气体的选择性。通过引线键合将气体传感器的电极与管壳内的导电触点相连接，将气体传感器的电信号传输到外部电路，方便气体传感器的封装，缩小了封装尺寸，降低了成本。

技术领域

本发明属于电子器件封装技术领域，具体涉及一种敷有金属有机框架物的选择性透气膜的制备方法及其应用。

背景技术

随着工业化的快速发展，环境污染的问题越来越严重，与此同时，随着人们生活水平的提高以及对环保的日益重视，对各种有毒、有害气体的探测，对大气污染、工业废气的监控以及对食品和人居环境质量的检测都提出了更高的要求，气体传感器作为感官或信号输入部分之一在工业检测、家居生活、食物存储、医疗卫生等领域正得到越来越广泛的应用。

目前的气体传感器种类繁多，根据不同的工作原理大致可分为半导体式、红外式、电化学式、催化燃烧式、热导式和固体电解质式等。而半导体式气体传感器由于检测灵敏度高、响应恢复时间短、操作方便、体积小和成本低等优点得到了广泛的应用。

选择性也被称为交叉灵敏度，这种特征在检测多种气体的应用中是非常重要的。半导体式气体传感器由于存在交叉敏感性的问题，在实际应用中很难获得准确稳定的分析结果，直接影响气体检测的精度。现有的半导体式气体传感器封装技术无法从封装层面实现对于检测气体的选择性，提高气体传感器检测气体的辨识能力。

发明内容

针对现有技术中半导体式气体传感器存在交叉敏感性的问题，导致测量精度差问题，本发明提供一种敷有金属有机框架物的选择性透气膜的制备方法及其应用，提高半导体式气体传感器对于混合气体的辨识能力。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种敷有金属有机框架物的选择性透气膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、采用磁控溅射法在防水透气膜的表面溅射一层金属氧化物；

步骤2、将得到的防水透气膜放入前驱体溶液中进行水热反应，使金属氧化物在防水透气膜的表面原位合成一层MOF薄膜，得到敷有金属有机框架物的选择性透气膜。

优选的，所述磁控溅射所用的功率为20w～150w，溅射时间为 30min～3h。

优选的，所述前驱体的溶质为2-甲基咪唑、1，3，5-苯甲酸或二水合醋酸锌；所述前驱体的溶剂为甲醇、乙醇、1，3，5-苯甲酸和DMF中的至少一种。

优选的，所述前驱体溶液的浓度为0.1～1mmol/L。

优选的，所述水热反应的温度为10～150℃，反应时间为10min～24h。

优选的，所述金属氧化物为氧化锌、氧化钴、氧化铜或氧化铁；

当金属氧化物为氧化锌时，原位合成ZIF-8薄膜，ZIF-8薄膜用于CO_X气体的检测；

当金属氧化物为氧化钴时，原位合成ZIF-67薄膜，ZIF-67薄膜用于 NO_X气体的检测；

当金属氧化物为氧化铜时，原位合成Cu-BTC薄膜，Cu-BTC薄膜用于氨气的检测；

当金属氧化物为氧化铁时，原位合成ZnO/Fe₂O₃薄膜，ZnO/Fe₂O₃薄膜用于丙酮的检测。