一种Al₂O₃与聚苯胺复合敏感膜的制作方法

专利名称：一种Al₂O₃与聚苯胺复合敏感膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及声表面波气体传感器技术领域，特别涉及一种Al2O3与聚苯胺(Polyaniline)复合敏感膜的制作方法。
背景技术：
声表面波(SAW)气体传感器与其他类型的传感器相比有很多优良的特性，具有体积小、重量轻、精度高、分辨率高、抗干扰能力强、灵敏度高、有效检测范围线性好等众多特点。SAff气体传感器的基本工作原理是通过SAW器件表面所覆盖的敏感膜对待侧气体的吸附，引起SAW传感器电导率和质量的变化，从而引起SAW振荡器的振荡频率的改变，以此来实现对气体的监控和测量，因此要制作出高灵敏度和质量的声表面传播波传感器器·件，其中敏感膜的制作尤其的关键。随着社会经济技术和工业的快速发展，现场实时监测的大气污染物的体积分数往往低至10_6甚至10_9的水平，这就要求监测污染气体的传感器要有足够的灵敏度和选择性。敏感膜是传感器器件制作过程中非常重要的一步，一个传感器灵敏度，检测质量的好坏很大程度上由膜质量的好坏而决定的。自上世纪60年代以来，金属氧化物半导体气体传感器就以较高的灵敏度、响应迅速等优点占据气体传感器的半壁江山。但是这些传感器绝大部分需要在高温下检测才能达到一个良好的灵敏，选择特性和高温不仅影响传感器测量的稳定效果，而且会带来额外的功率损耗等问题，所以能够制作出在常温下快速、灵敏的检测低浓度的气体传感器显得特别的重要，这也给膜的制作提出了更高的要求。近些年又研究开发了一些新型材料，开发的热点主要集中在金属氧化物和聚合物的复合材料。

发明内容
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种用于检测NO2气体的Al2O3与聚苯胺复合敏感膜的制作方法。( 二 )技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种Al2O3与聚苯胺复合敏感膜的制作方法，用于检测NO2气体，该方法包括将Al2O3与Polyaniline混合溶于乙醇中，制成Al2O3与Polyaniline的混合溶液；对该Al2O3与Polyaniline的混合溶液进行超声振荡；在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域滴涂该混合溶液；真空干燥,形成Al2O3与Polyaniline复合敏感膜。上述方案中，所述将Al2O3与Polyaniline混合溶于乙醇中，制成Al2O3与Polyaniline的混合溶液的步骤,是将质量比为I : 2的Al2O3与Polyaniline均勻混合溶于3倍于Polyaniline的乙醇中，制成Al2O3与Polyaniline的混合溶液。上述方案中，所述对该Al2O3与Polyaniline的混合溶液进行超声振荡的步骤,是将该Al2O3与Polyaniline的混合溶液充分搅拌后置于超声机中振荡2个小时，使其充分分散。上述方案中，所述在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域滴涂该混合溶液的步骤，是用移液器吸取部分Al2O3与PolyaniIine的混合溶液，并将该Al2O3与Polyaniline的混合溶液滴涂在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域。上述方案中，所述真空干燥的步骤，是将滴涂有混合溶液的器件放到真空干燥箱中干燥4个小时去除其中的水分和有机物，形成Al2O3与Polyaniline复合敏感膜。(三)有益效果 I、本发明提供的Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的制作方法，其成膜技术是滴涂，相比其他磁控溅射、CVD、溶胶凝胶法等成膜技术，滴涂更简单、易操作、低成本，适合大
批量生产。2、本发明提供的Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的制作方法，制作的是Al2O3与Polyaniline复合敏感膜,相较于一些金属氧化物需要高温检测,该Al2O3与Polyaniline复合敏感膜能在室温下检测NO2气体，相较于一些聚合物的响应和恢复时间需要几十分钟，该Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的响应和恢复时间只要大约几十秒。3、本发明提供的Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的制作方法，制作的是Al2O3与Polyaniline复合敏感膜,该Al2O3与Polyaniline复合敏感膜选择性非常好,对NO2气体吸附性好，对SO2和CO2气体也有微弱吸附，但是该微弱吸附相对于NO2气体的吸附完全可以忽略。


图I是基片的示意图。图2是将Al2O3与Polyaniline制作成Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的示意图，其中圆圈代表水分，三角符号代表有机物。图3是将图2中所示的Al2O3与Polyaniline复合敏感膜去除水分和有机物后的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明提供的用于检测NO2气体的Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的制作方法，该方法是由溶解、超声振荡、滴涂和真空干燥等步骤实现的，其具体步骤如下将Al2O3与Polyaniline混合溶于乙醇中，制成Al2O3与Polyaniline的混合溶液；对该Al2O3与Polyaniline的混合溶液进行超声振荡；在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域滴涂该混合溶液；真空干燥，形成Al2O3与Polyaniline复合敏感膜。实施例本实施例提供的用于检测NO2气体的Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的制作方法，首先取一定量的Al2O3与Polyaniline按照一定的比例均匀混合溶于一定量的乙醇；然后将上述混合溶液充分搅拌后置于超声机中振荡2个小时，使其充分分散；用移液器吸取部分混合溶液滴涂在传感器器件的敏感膜区(如图I所示)，形成含有水分和有机物的复合薄膜；然后如图3所示，将滴涂有混合溶液的器件放到真空干燥箱中干燥4个小时去除其中的水分和有机物，形成Al2O3与Polyaniline复合敏感膜。依照本发明制作的Al2O3与Polyaniline复合敏感膜,相较于一些金属氧化物需要高温检测，这种复合膜能在室温下检测NO2气体；相较于一些聚合物的响应和恢复时间需要几十分钟，这种复合膜的响应和恢复时间只要大约几十秒。所述的复合膜选择性非常好，对NO2气体的吸附性好，虽然这种复合膜对SO2和CO2气体也有微弱吸附，但相对于NO2气体的吸附完全可以忽略。另外，所述的成膜技术是滴涂，相比其他磁控溅射、CVD、溶胶凝胶法等成膜技术，滴涂更简单、易操作、低成本，适合大批量生产。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种Al2O3与聚苯胺复合敏感膜的制作方法，用于检测NO2气体，其特征在于，该方法包括 将Al2O3与聚苯胺混合溶于乙醇中，制成Al2O3与聚苯胺的混合溶液； 对该Al2O3与聚苯胺的混合溶液进行超声振荡； 在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域滴涂该混合溶液； 真空干燥，形成Al2O3与聚苯胺复合敏感膜。
2.根据权利要求I所述的Al2O3与聚苯胺复合敏感膜的制作方法，其特征在于，所述将Al2O3与聚苯胺混合溶于乙醇中，制成Al2O3与聚苯胺的混合溶液的步骤，是将质量比为I: 2的Al2O3与聚苯胺均勻混合溶于3倍于聚苯胺的乙醇中，制成Al2O3与聚苯胺的混合溶液。
3.根据权利要求I所述的Al2O3与聚苯胺复合敏感膜的制作方法，其特征在于，所述对该Al2O3与聚苯胺的混合溶液进行超声振荡的步骤，是将该Al2O3与聚苯胺的混合溶液充分搅拌后置于超声机中振荡2个小时，使其充分分散。
4.根据权利要求I所述的Al2O3与聚苯胺复合敏感膜的制作方法，其特征在于，所述在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域滴涂该混合溶液的步骤，是用移液器吸取部分Al2O3与聚苯胺的混合溶液，并将该Al2O3与聚苯胺的混合溶液滴涂在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域。
5.根据权利要求I所述的Al2O3与聚苯胺复合敏感膜的制作方法，其特征在于，所述真空干燥的步骤，是将滴涂有混合溶液的器件放到真空干燥箱中干燥4个小时去除其中的水分和有机物，形成Al2O3与聚苯胺复合敏感膜。
全文摘要
本发明公开了一种Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的制作方法，用于检测NO2气体，该方法包括将Al2O3与Polyaniline混合溶于乙醇中，制成Al2O3与Polyaniline的混合溶液；对该Al2O3与Polyaniline的混合溶液进行超声振荡；在双延迟线型振荡器的一条延迟线的敏感区域滴涂该混合溶液；真空干燥，形成Al2O3与Polyaniline复合敏感膜。本发明提供的Al2O3与Polyaniline复合敏感膜的制作方法，其成膜技术是滴涂，相比其他磁控溅射、CVD、溶胶凝胶法等成膜技术，滴涂更简单、易操作、低成本，适合大批量生产。
文档编号G01N29/036GK102879465SQ20111019774
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者李冬梅, 周文, 刘明, 谢常青, 侯成诚, 汪幸, 闫学锋 申请人:中国科学院微电子研究所