[发明专利]一种高灵敏气体检测传感器

权利要求书

1.一种高灵敏气体检测传感器，从下至上依次由Al₂O₃衬底、Pd金属叉指电极和高灵敏三元复合气体检测材料组成，其特征在于，所述叉指电极的梳齿交错分布并且在其间隙内涂覆有气体检测材料，在所述Al₂O₃衬底的两端分别设置有一个与所述叉指电极相连接的条形传感电极，并且所述每个条形传感电极上连接有一根金线，所述高灵敏三元复合气体检测材料由石墨烯/金属氧化物/金属硫化物构成，金属氧化物为TiO₂，金属硫化物为CdS。

2.如权利要求1所述的高灵敏气体检测传感器，其特征在于，所述高灵敏三元复合气体检测材料的具体制备步骤包括：

步骤A:利用改进Hummer方法制备氧化石墨烯及配置氧化石墨烯溶液；步骤B：制备CdS纳米线材料；步骤C：石墨烯与TiO₂量子线的复合；步骤D：石墨烯/TiO₂/CdS三元复合气体检测材料薄膜的制备。

3.如权利要求2所述的一种高灵敏气体检测传感器，其特征在于，所述高灵敏三元复合气体检测材料的制备步骤A具体为：将利用Hummer方法制备的氧化石墨烯放在200℃的烘箱内加热2h对所制备的氧化石墨烯进行部分还原，称在30mg的氧化石墨烯放在小烧杯中加入20ml的无水乙醇进行超声震荡，加入8ml浓HCL和3ml蒸馏水继续震荡3小时，形成氧化石墨烯溶液。

4.如权利要求2所述的一种高灵敏气体检测传感器，其特征在于，所述高灵敏三元复合气体检测材料的制备步骤B具体为：20mmol的硫脲和8mmol的硝酸镉依次加入到35ml的乙二胺溶液中，磁力搅拌一小时，接着把混合溶液超声10min，形成均匀的溶液。将上述溶液加入到聚四氟乙烯高压釜中，在电烤炉180℃条件下水热处理36小时，反应结束后，待高压釜自然冷却至室温，产物经过离心、去离子水和无水乙醇清洗、烘箱在50℃条件下干燥后，得到黄色的粉末，取黄色粉末32.8g加入50ml锥形瓶中，然后在锥形瓶中加入30ml去离子水和10ml无水乙醇，搅拌，在200W的条件下超声30min，得到CdS分散液，离心收集后再与无水乙醇混合，得到CdS的乙醇溶液。

5.如权利要求2所述的一种高灵敏气体检测传感器，其特征在于，所述高灵敏三元复合气体检测材料的制备步骤C具体为：在石英微波反应管中加入1.5-5ml乙醇和0.25-1.2ml氧化石墨烯溶液，再缓慢加入1.3mol钛酸四丁酯，搅拌2h，再向反应管中加入改性剂Ⅰ和改性剂Ⅱ，增大形成纳米颗粒的分散性，把反应管放入微波反应器中，预搅拌30s，在260℃下反应1.5h，产物用无水乙醇和蒸馏水清洗3次，最后离心收集，分散于乙醇中，得到石墨烯/TiO₂量子线乙醇溶液，改性剂Ⅰ为：

改性剂Ⅱ为：

6.如权利要求2所述的一种高灵敏气体检测传感器，其特征在于，所述高灵敏三元复合气体检测材料的制备步骤D具体为：先将石墨烯与TiO₂量子线的乙醇溶液涂覆在带有插指电极的Al₂O₃陶瓷片上，再将CdS的乙醇溶液涂覆于石墨烯/TiO₂量子线的乙醇溶液表面反应1.5h，在150℃的温度下老化100h，得到石墨烯/TiO₂/CdS三元复合气体检测材料。

7.如权利要求5所述的一种高灵敏气体检测传感器，其特征在于，所述高灵敏三元复合气体检测材料的制备步骤C中加入的改性剂Ⅰ和改性剂Ⅱ的质量比例为1:2。

8.如权利要6所述的一种高灵敏气体检测传感器，其特征在于，所述高灵敏三元复合气体检测材料的制备步骤D中石墨烯/TiO₂量子线的乙醇溶液与CdS的乙醇溶液体积比为：1:3.5～5。

9.如权利要6所述的一种高灵敏气体检测传感器，其特征在于，所述高灵敏三元复合气体检测材料组成为石墨烯：0.15～1.48％，TiO₂：13.40～17.23％，CdS：82.36～85.12％，三者质量百分比之和为100％。