[发明专利]基于MXene/SnO2

权利要求书

1.基于MXene/SnO₂异质结的无源无线氨气气体传感器，其特征在于，所述的无源无线氨气气体传感器包括电感部分和无线谐振天线；所述的无线谐振天线主要由气敏材料和叉指电极板组成，所述气敏材料涂覆在所述叉指电极板表面，涂覆厚度为1μm～100μm；所述气敏材料的成分为层状MXene/SnO₂异质结材料；所述MXene/SnO₂异质结材料为多层状，所述MXene的直径为2μm～4μm，多层厚度为75～100nm，单层厚度为0.6～0.9nm，SnO₂的粒径为20～25nm。

2.根据权利要求1所述的基于MXene/SnO₂异质结的无源无线氨气气体传感器，其特征在于，所述叉指电极板为基于LTCC工艺的制备的LC谐振器，叉指对数为1～25对，叉指间距为1μm～100μm，线圈匝数为1～10匝。

3.基于MXene/SnO₂异质结的无源无线氨气气体传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一，制备分层的MXene材料：将LiF和Ti₃AlC₂按照质量分数比为1:1～6:1混合，边搅拌边缓慢添加进9mol/L的盐酸中，在35℃～80℃的条件下搅拌24～72小时，蚀刻后的粉末用去离子水反复洗涤并离心，直到上清液的pH值5～7，收集离心所得粉末超声处理10～40分钟，将超声后获得的溶液以2000～3000rpm离心0.5～1.5h，收集黑色粉末放置在干燥箱中60℃～80℃干燥6h～24h，得到分层的MXene材料；

步骤二，制备MXene/SnO₂异质结材料：将刻蚀好的MXene材料与SnCl₄·5H₂O按照质量分数比为1:2～2:1混合，溶于去离子水，搅拌成0.01mol/L～0.02mol/L的分散液；将分散液装进反应釜，置于反应炉中，升温速度2～6℃/min，反应温度为160℃～200℃，反应时间为6～18h，降温速度2～6℃/min，将所得黑色产物离心分离后分别用去离子水和无水乙醇反复洗涤，收集洗涤后的粉末放置在干燥箱中60℃～80℃干燥6h～24h，得到MXene/SnO₂异质结材料粉末；

步骤三，制备MXene/SnO₂无源无线传感器：将步骤二中的MXene/SnO₂异质结材料粉末研磨5min～15min，再将研磨后的粉末分散到去离子水中，超声处理成8mg/ml～12mg/ml的分散液；将传感器电感部分用胶带覆盖后，取分散液涂覆到叉指电极板表面，然后放置在干燥箱60℃～80℃干燥6h～24h，再将胶带取下，得到无源无线氨气气体传感器。

4.根据权利要求3所述的基于MXene/SnO₂异质结的无源无线氨气气体传感器的制备方法，其特征在于，

步骤二中，MXene和SnCl₄·5H₂O质量分数比为2:1，搅拌成0.015mol/L的分散液，磁力搅拌时间为20min，升温速度3℃/min，反应温度为180℃，反应时间为12h，降温速度3℃/min，离心的转速为2500r-3000r，离心时间为5min-10min；

步骤三中，超声功率为240W～260W，超声时间为1min。