[发明专利]一种MXene基复合金属纳米点结构气体传感器的制备方法

说明书

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种MXene基复合金属纳米点结构气体传感器的制备方法，包括以下步骤：将MXene材料与至少两种金属前驱体在分散剂中混合，在反应条件下完成金属纳米点在所述MXene材料上的自组装原位生长；将完成金属纳米点在所述MXene材料上原位生长的复合材料均匀转移至衬底上后进行真空退火，以使所述MXene材料与所述金属纳米点形成焊接紧密接触；在所述复合材料两侧引入金属电极，制成电阻型气体传感器；多层状的MXene材料可以形成气体捕获器，负载于MXene材料上的金属纳米点增强了对流通气体的捕获，引起电阻发生变化从而进行气体传感，提高了气体传感的响应速度和稳定性。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种MXene基复合金属纳米点结构气体传感器的制备方法。

背景技术

由于人类较难察觉与分辨气体的种类与含量，这会导致在一些有毒、有害、易燃或易爆气体的环境中难以及时发现并暴露于危险之中。而气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置，作为检测气体种类和浓度的气体传感器，因其体积小、快速响应以及实时监测等优点，可应用于多种场所安全监控与集成于可穿戴设备之中，为生命安全提供保障。

MXene材料作为一种新型纳米材料，自2011年发现以来便受到研究者密切关注，MXene材料的制备主要是通过刻蚀MAX相原材料而得到，其具有较大的比表面积和独特的手风琴状结构，同时在表面还具有一定的自还原能力，故MXene材料在传感器或以及电学器件等有着广泛应用，在作为电容储能材料，电磁屏蔽材料等方面具有广泛的应用，但是在作为传感器方面的应用却鲜有提及。

虽然中国专利申请(公开号为CN110864828A)公开了一种银纳米线/MXene柔性应力传感器的制备方法，但无法对气体进行检测，而现有气体传感器制备过程相对较为复杂。

发明内容

为解决上述现有技术中气体传感器制备过程复杂的不足，本发明提供的MXene基复合金属纳米点结构气体传感器及制备方法，不仅制备过程简单，还能确保传感器的灵敏度和稳定性。

一种MXene基复合金属纳米点结构的气体传感器制备方法，包括以下步骤：

将MXene材料与至少两种金属前驱体在分散剂中混合，在反应条件下完成金属纳米点在所述MXene材料上的自组装原位生长；

将完成金属纳米点在所述MXene材料上原位生长的复合材料均匀转移至衬底上后进行真空退火，以使所述MXene材料与所述金属纳米点形成焊接紧密接触；

在所述复合材料两侧引入金属电极，制成电阻型气体传感器。

在上述方案的基础上，进一步地，所述金属纳米点在所述MXene材料上自组装原位生长包括所述金属前驱体在反应条件下分解，带正电的金属离子吸附插入至所述MXene材料层间或表面后生长成金属纳米颗粒。