二氧化硫传感器及其应用

本发明涉及传感器，尤其是涉及一种二氧化硫传感器及其应用。

背景技术：

1、二氧化硫(so2)由于其优异的抗菌性能，在食品和饮料工业中被广泛用作防腐剂不引起变色的细菌生长和氧化。然而，有许多证据显示，二氧化硫暴露的健康风险较大，包括眼睛、鼻子、喉咙和肺的皮肤和粘膜炎症。鉴于二氧化硫对人体健康的潜在风险，需要环境气体氛围中的二氧化硫含量。

2、目前测定环境空气中的二氧化硫一般是采用甲醛吸收副玫瑰苯胺分光度法进行测量，但是现有的设备在处理化学反应时，操作复杂，使用人员需要进行繁琐的实验，由于操作中对人员经验要求较高，经常出现检测精度不稳定的问题。

3、针对现有二氧化硫液相检测装置体积大不易携带，响应慢，灵敏度低的弊端，开发小型化二氧化硫固相传感器是十分必要的。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种二氧化硫传感器，其能够对环境空气中的二氧化硫进行检测，不需要工作人员进行繁琐的操作，避免了人工检测中检测精度不稳定的问题。且响应中心拥有极大的比表面积，二氧化硫与响应中心可以充分接触，以达到气体传感拥有更快的响应速度和更低的检出限的目的，以解决上述问题中的至少一种。

2、本发明的第二目的在于提供上述二氧化硫传感器在空气质量检测中的应用。

3、第一方面，本发明提供了一种二氧化硫传感器，包括基板、聚苯胺微丝阵列和电极；

4、所述聚苯胺微丝阵列为平行排列的主要由质子酸掺杂的聚苯胺制备得到的微丝；

5、所述电极至少为2个，分别与所述微丝的两端连接；

6、所述聚苯胺微丝阵列和电极固定于基板上。

7、作为进一步技术方案，所述微丝于基板上的宽度为1-2μm；

8、优选地，所述微丝于基板上的高度为0.1-1μm；

9、优选地，所述微丝的长度为50-10000μm；

10、优选地，相邻微丝的间距为2-15μm。

11、作为进一步技术方案，按质量份数计，所述聚苯胺微丝阵列的原料包括：质子酸掺杂的聚苯胺20-100份、导电炭黑0-5份、单壁碳纳米管0-5份、石墨烯0-5份。

12、作为进一步技术方案，所述导电炭黑的粒径为30-50nm；

13、所述单壁碳纳米管的管径为3-15nm，长度为10-20μm；

14、所述石墨烯的厚度为0.3-1nm，直径为1-10μm。

15、作为进一步技术方案，所述聚苯胺微丝阵列采用自组装液膜定向收缩法制备得到。

16、作为进一步技术方案，所述基板的材料选自硅或石英。

17、作为进一步技术方案，所述基板表面亲水改性。

18、作为进一步技术方案，所述电极的材料选自金属。

19、作为进一步技术方案，金属电极采用真空蒸镀的方式固定于基板上。

20、第二方面，本发明提供了上述二氧化硫传感器在空气质量检测中的应用。

21、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

22、本发明提供的二氧化硫传感器，包括基板、聚苯胺微丝阵列和电极。其中，基板主要起到承载响应材料的作用；聚苯胺微丝阵列为平行排列的微丝，比表面积高，作为检测空气样品中二氧化硫的响应中心；电极与微丝的两端连接，并和微丝固定于基板上，起到连接外部的作用。本发明提供的传感器能够对环境空气中的二氧化硫进行检测检测速度快，灵敏度高，响应速度快，不需要工作人员进行繁琐的操作，避免了人工检测中检测精度不稳定的问题。

技术特征：

1.一种二氧化硫传感器，其特征在于，包括基板、聚苯胺微丝阵列和电极；

2.根据权利要求1所述的二氧化硫传感器，其特征在于，所述微丝于基板上的宽度为1-2μm；

3.根据权利要求1所述的二氧化硫传感器，其特征在于，按质量份数计，所述聚苯胺微丝阵列的原料包括：质子酸掺杂的聚苯胺20-100份、导电炭黑0-5份、单壁碳纳米管0-5份、石墨烯0-5份。

4.根据权利要求3所述的二氧化硫传感器，其特征在于，所述导电炭黑的粒径为30-50nm；

5.根据权利要求1所述的二氧化硫传感器，其特征在于，所述聚苯胺微丝阵列采用自组装液膜定向收缩法制备得到。

6.根据权利要求1所述的二氧化硫传感器，其特征在于，所述基板的材料选自硅或石英。

7.根据权利要求1所述的二氧化硫传感器，其特征在于，所述基板表面亲水改性。

8.根据权利要求1所述的二氧化硫传感器，其特征在于，所述电极的材料选自金属。

9.根据权利要求8所述的二氧化硫传感器，其特征在于，金属电极采用真空蒸镀的方式固定于基板上。

10.权利要求1-9任一项所述的二氧化硫传感器在空气质量检测中的应用。

技术总结
本发明提供了一种二氧化硫传感器及其应用，涉及传感器技术领域。本发明提供的二氧化硫传感器，包括基板、聚苯胺微丝阵列和电极。其中，基板主要起到承载响应材料的作用；聚苯胺微丝阵列为平行排列的微丝，比表面积高，作为检测空气样品中二氧化硫的响应中心；电极与微丝的两端连接，并和微丝固定于基板上，起到连接外部的作用。本发明提供的传感器能够对环境空气中的二氧化硫进行检测检测速度快，灵敏度高，响应速度快，不需要工作人员进行繁琐的操作，避免了人工检测中检测精度不稳定的问题。

技术研发人员：姜翔宇,赵志浩,马超
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13