[发明专利]一种基于rGO/α-Fe2O3异质结构复合物的丙酮传感器及其制备方法

摘要

本发明属于半导体金属氧化物气体传感器技术领域，具体涉及一种基于rGO/α-Fe₂O₃异质结构复合物的丙酮传感器及其制备方法。由一步水热法制得rGO/α-Fe₂O₃异质结构复合物敏感材料，利用石墨烯高的比表面积、气体吸附能力、快的载流子迁移速率以及良好的导电性以及其与α-Fe₂O₃之间形成的异质结，从而增加了检测气体的化学反应以及形成了二者之间的电荷转移，进而有效地提高了传感器对于丙酮的敏感特性。此外，本发明所采用的传感器结构是由市售的带有2个环形金电极的Al₂O₃绝缘陶瓷管、涂敷在环形金电极和Al₂O₃绝缘陶瓷管上的半导体敏感材料、以及穿过Al₂O₃绝缘陶瓷管的镍铬合金加热线圈组成。器件工艺简单，体积小，适于大批量生产，因而在检测微环境中丙酮含量方面有广阔的应用前景。

主权项

一种基于r GO/α‑Fe₂O₃异质结构复合物的丙酮传感器，其由外表面自带有2个彼此分立环形金电极的Al₂O₃陶瓷管、均匀地涂覆在环形金电极和Al₂O₃陶瓷管外表面的敏感材料薄膜、Al₂O₃陶瓷管内部的镍镉合金线圈组成，其特征在于，敏感材料为r GO/α‑Fe₂O₃异质结构复合物，其由如下步骤制备得到：①取12mg冻干后的氧化石墨烯粉体，加入15～20mL去离子水，超声45～60分钟，得到均一透明的溶液；将4.054g六水合三氯化铁和1.0～1.5g六次甲基四胺在不断搅拌下溶解进15～20mL乙醇中；然后将上述两种溶液混合，搅拌15～20分钟得到均一的溶液；②将步骤①得到的混合溶液在160～180℃下水热反应12～15小时，在这个过程中，GO被还原为r GO，并与α‑Fe₂O₃晶体复合；冷却到室温后，高速离心得到沉淀，将沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤数次，再在80～90℃下真空干燥16～24小时，然后在200～250℃下真空煅烧2～3小时，通过热重分析测试，得到质量分数为1～1.5％的r GO/α‑Fe₂O₃异质结构复合物粉末。