[发明专利]基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器，其特征在于：包括LiNbO₃压电基底(1)、叉指换能器(2)、敏感层(3)和外部电路(4)，敏感层(3)设置在LiNbO₃压电基底(1)的上表面中部，在LiNbO₃压电基底(1)的上表面、敏感层(3)的两端各设置一个叉指换能器(2)，叉指换能器(2)与外部电路(4)连接，一个叉指换能器(2)通过逆压电效应在LiNbO₃压电基底(1)上激发出瑞利波，瑞利波通过LiNbO₃压电基底(1)的表面传输至另一个叉指换能器(2)并通过压电效应重新转化为电信号；所述敏感层(3)为Pt/RGO复合敏感层，其中Pt作为催化剂。

2.根据权利要求1所述的基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器，其特征在于：所述外部电路(4)包括样品台和网络分析仪。

3.一种基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、准备氧化石墨烯溶液；

S2、利用水热还原法还原氧化石墨烯溶液得到还原氧化石墨烯；

S3、将一定量的还原氧化石墨烯溶液滴定到LiNbO₃基底上，恒温干燥；

S4、利用磁控溅射法镀铂作为敏感层的催化剂，并控制敏感层的初始电导率；

S5、利用点焊技术将LiNbO₃基底连接在底座上，即得到基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器基本结构单元。

4.根据权利要求3所述的基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，对氧化石墨溶液，先使用超声波清洗机剥离，再使用细胞粉碎机剥离，得到氧化石墨烯溶液。

5.根据权利要求4所述的基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，对氧化石墨溶液经剥离后得到的氧化石墨烯溶液，先使用稀盐酸离心清洗，再使用去离子水离心清洗，最后转移到透析袋中在去离子水中透析。

6.根据权利要求3所述的基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，氧化石墨烯还原温度为180℃，还原时间为6h。

7.根据权利要求3所述的基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，利用滴定法滴定120微升的0.2mg/ml的石墨烯溶液在LiNbO₃基底上，25℃自然干燥。

8.根据权利要求3所述的基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，利用磁控溅射仪镀铂，溅射功率为15W，溅射时间为5秒，控制Pt/RGO复合敏感层的初始电导率在增强电响应的电导率窗口中。

9.根据权利要求3所述的基于负载质量和电导率协同作用的声表面波氢气传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，使用改进的Hummer法制备氧化石墨烯溶液。