[发明专利]一种室温气体传感器在神经毒剂检测中的应用

说明书

本发明公开了一种室温气体传感器在神经毒剂检测中的应用，属于气体检测技术领域。室温气体传感器主要包括铜底座，叉指电极，叉指电极固定并连接在铜底座上，叉指电极表面覆盖有传感材料薄膜，传感材料薄膜由二维过渡金属硫族化合物制得，二维过渡金属硫族化合物采用液相剥离法制备。本发明提供的基于二维过渡金属硫族化合物的室温气体传感器在室温下能够实现神经毒剂的高灵敏度和高选择性检测，且具有响应时间短，重复性好和稳定性强的特点。本发明首次提出将二维过渡金属硫族化合物材料应用于神经毒剂检测，这种方法对于神经毒剂检测提供了一种新的方向和策略，从而实现神经毒剂高性能检测的目的。

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种室温气体传感器在神经毒剂检测中的应用。

背景技术

神经毒剂是化学战剂的一种，包括G系列(包括塔崩(Tabun,GA)，沙林(Sarin,GB)和索曼(Soman,GD)，V-系列(VX和俄国-VX)，和H-系列(氮/硫芥子气(nitrogen/sulfurmustard))，已经出现在军事战争和恐怖袭击活动中，危害性极强。其中，G-系列神经毒剂由于有机磷脂的存在，可以直接对中枢神经系统造成严重的伤害，被认为是毒性最强的一种化学战剂。因此在军事和公共安全领域，对神经毒剂的高灵敏度检测具有重要的科学意义和应用价值。

化学电阻型气体传感器已经被广泛地应用在神经毒剂检测上，其中传感材料是化学电阻型气体传感器最为关键的部分。不同的纳米材料包括石墨烯、碳纳米管、导电聚合物和金属氧化物已经被报道用于神经毒剂检测。但是，这些材料还存在灵敏度低，响应速度慢，工作温度高以及选择性差的缺点。因此有必要探索一些合适的新材料来实现神经毒剂的高性能检测。

二维过渡金属硫族化合物由于独特的层状纳米结构，具有很多常规材料不具备的优点：一是具有较大的比表面积，可以为气体传感提供通道，提高灵敏度；二是室温下具有良好的导电性，可以降低气体传感器工作温度，减小功耗；三是制备方法简单，可以降低传感器制作成本。然而，现有的二维过渡金属硫族化合物的气体传感性能研究仅限于常见的几种气体，如氮氧化物、氨气、氢气和挥发性有机气体等。且目前仍未有报道将过渡金属硫族化合物应用于神经毒剂检测，因此有必要探索过渡金属硫族化合物在神经毒剂检测领域的应用，发挥这类材料的优势，为实现高性能的神经毒剂检测开辟新的道路。

本领域的技术人员致力于开发二维过渡金属硫族化合物在神经毒剂检测中的应用，以实现在室温下对神经毒剂的快速、灵敏、可重复的检测。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种新的二维过渡金属硫族化合物并将其在神经毒剂检测中的应用，以实现在室温下对神经毒剂的快速、灵敏、可重复的检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种室温气体传感器在神经毒剂检测中的应用，所述室温气体传感器包括铜底座，叉指电极，所述叉指电极固定并连接在所述铜底座上，所述叉指电极表面覆盖有传感材料薄膜，所述传感材料薄膜由二维过渡金属硫族化合物制得。

进一步地，所述二维过渡金属硫族化合物为二维硒化钨纳米片。

进一步地，所述室温气体传感器的制备方法包括以下步骤：

步骤A-1、将所述二维硒化钨纳米片在乙醇中超声分散均匀，形成二维硒化钨分散液；

步骤A-2、将所述二维硒化钨分散液滴涂所述叉指电极表面，在真空干燥箱中干燥，形成均匀覆盖的所述传感材料薄膜；

步骤A-3、将覆盖有所述传感材料薄膜的所述叉指电极固定在所述铜底座上，并用铝线连接，形成室温气体传感器。

进一步地，所述步骤A-1中的所述二维硒化钨分散液的浓度为5mg/ml。

进一步地，所述二维硒化钨分散液在所述叉指电极表面的干燥温度为60℃，干燥时间为2h。