技术特征：
1.一种三元复合气体传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：用羟基化多璧碳纳米管与氧化石墨烯水分散体按照质量比1：(1～2)配比，经混合搅拌、超声处理以及水热还原，制备得到还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管复合材料；步骤2：在上述还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管复合材料中依次加入苯胺单体、盐酸以及过硫酸铵水溶液引发聚合反应，制备得到还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复合材料；步骤3：用热氧化法在硅片上生长一层二氧化硅薄膜，通过真空镀膜法在所述二氧化硅薄膜表面上沉积一层金属薄膜；利用掩模和光刻技术将所述金属薄膜加工形成第一电极和第二电极，得到电极基片；步骤4：制备附着有上述还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复合薄膜的传感器元件。2.根据权利要求1所述的一种三元复合气体传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：步骤1.1：将羟基化多璧碳纳米管与氧化石墨烯水分散体按照质量比1：(1～2)混合搅拌，得到浓度为0.5～1mg/ml的分散溶液，并进行超声处理30～60min后得到均匀、稳定的氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管的水分散体；步骤1.2：将水分散体放入高压反应釜中，高压反应釜被防置于160～220℃的环境中约12～18h进行水热还原，反应完成后自然冷却到室温，用去离子水和乙醇洗涤数3～5次；在60℃的真空条件下进行干燥后，制得还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管复合粉末；将还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管复合粉末分散至10～100ml的去离子水中，超声处理30～60min后，得到还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管的悬浮液。3.根据权利要求2任一所述的一种三元复合气体传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：步骤2.1：将苯胺单体加入到上述还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管的悬浮液中形成混合液；步骤2.2：将上述混合液转移至冰水浴中，进行持续的磁力搅拌，并依次加入盐酸以及过硫酸铵水溶液引发聚合反应，继续进行持续的磁力搅拌直至聚合反应完成，得到还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复合溶液；步骤2.3：将上述三元复合溶液沉淀过滤，经漂洗、干燥后获得还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复合粉末。4.根据权利要求3所述的一种三元复合气体传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤2.2具体为：将所述混合液转移至冰水浴中进行持续的磁力搅拌30～60min后，加入浓度为1～2mol/l的盐酸溶液，继续磁力搅拌30～60min后，再逐滴加入浓度为0.01-0.03mol/ml的过硫酸铵水溶液，同时保持持续的磁力搅拌直至聚合反应完成，得到还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复合溶液。5.根据权利要求4所述的一种三元复合气体传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：步骤4.1：将步骤2中所获得的还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复
合材料粉末分散到去离子水和1～3mg/ml的乙醇的混合溶液中，并超声处理15～30min，获得稳定的分散液；步骤4.2：将所得分散液涂覆到上述电极基片的表面，并置于氮气中干燥6～24h，制得附着有还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复合薄膜的电极基片。6.根据权利要求5所述的一种三元复合气体传感器的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅薄膜厚度为200～500nm；所述金属薄膜的厚度为100～500nm。7.根据权利要求1所述的一种三元复合气体传感器的制备方法，其特征在于，所述的还原性氧化石墨烯的片径为20nm～0.5μm；羟基化多壁碳纳米管平均直径为10～100nm，长度为10nm～1.2μm。8.一种三元复合气体传感器，其特征在于，包括传感器底部的硅衬底(1)、硅衬底(1)上方的二氧化硅薄膜(2)以及二氧化硅薄膜(2)表面的第一电极(3)和第二电极(4)，所述第一电极(3)、第二电极(4)之间及其上表面附着的还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复合薄膜(5)。9.根据权利要求8所述的一种三元复合气体传感器，其特征在于，所述电极基片中电极图形为交错排列的梳齿形状。10.根据权利要求9所述的一种三元复合气体传感器，其特征在于，相邻的第一电极(3)与第二电极(4)的间距为10～80μm。
技术总结
本发明属于气敏元件及其制备技术领域，具体涉及一种三元复合气体传感器及其制备方法，制备步骤为：将羟基化多璧碳纳米管分散至氧化石墨烯水分散体制得氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管复合溶液，将该复合溶液还原、洗涤、干燥后得到还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管复合材料，将该复合材料分散在去离子水中并加入苯胺单体，移至冰水浴中后，加入盐酸，再逐滴加入过硫酸铵水溶液引发聚合反应，反应完成后得到还原性氧化石墨烯/羟基化多壁碳纳米管/聚苯胺三元复合物，将该复合物制成分散液涂覆到电极基片表面，干燥后得到三元复合气体传感器；本发明制备得到的三元复合气体传感器对氨气的响应具有灵敏度高、选择性好、重复性好等特点。特点。特点。
技术研发人员：陈向东 陈欣鹏 丁星 余兴林 于翔
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/18