1.一种石墨烯-聚合物微米线阵列,包括:
石墨烯微米线阵列(20),其呈一维分布且相互平行,并沿一维分布的方向延伸;以及
包覆在所述石墨烯微米线阵列(20)上的聚合物薄膜层(30)。
2.根据权利要求1所述的石墨烯-聚合物微米线阵列,其特征在于,
所述包覆聚合物薄膜层的石墨烯微米线之间的间距为1~15μm,优选2~10μm;所述包覆聚合物薄膜层的石墨烯微米线的宽度为2~20μm;
优选地,所述石墨烯-聚合物微米线阵列的面积高达10×10cm2;
优选地,所述聚合物选自聚甲基苯乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚ε-己内酯和聚环氧乙烷中的一种或多种。
3.一种石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器,包括基底(10)以及布置在所述基底(10)上的石墨烯-聚合物微米线阵列;其中,所述石墨烯-聚合物微米线阵列为权利要求1或2所述的石墨烯-聚合物微米线阵列。
4.根据权利要求3所述的石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器,其特征在于,所述基底(10)为硅片或导电玻璃片;
优选地,所述聚合物选自聚甲基苯乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚ε-己内酯和聚环氧乙烷中的一种或多种。
5.一种石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器的制备方法,包括以下步骤:
S1、采用液桥诱导法制备石墨烯微米线阵列(20);以及
S2、在所述石墨烯微米线阵列(20)上包覆聚合物薄膜层(30),形成所述石墨烯-聚合物微米线阵列,从而得到所述石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
S11、设置基底(10),并将石墨烯超声分散于第一溶剂中成石墨烯分散液,将所述石墨烯分散液设置在所述基底(10)上;
S12、以具有微米阵列结构的硅柱为模板(40),将其设置在所述基底(10)的分散有所述石墨烯分散液的表面上,形成三明治结构;以及
S13、待位于所述基底(10)和所述模板(40)中间的石墨烯分散液中的溶剂挥发后,由于液桥诱导收缩从而在所述基底(10)上形成了石墨烯微米线阵列(20)。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,
所述基底(10)为硅片或导电玻璃片;所述第一溶剂为水;
可选地,所述石墨烯分散液的浓度为800~1200ppm;例如可以为900ppm、1000ppm或1100ppm。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2包括:
将所述聚合物溶解到第二溶剂中,形成聚合物溶液;
将所述聚合物溶液设置在形成了石墨烯微米线阵列(20)的基底(10)上;以及
待溶剂挥发后在所述基底(10)上形成了石墨烯-聚合物微米线阵列,从而得到所述石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,
所述聚合物选自聚甲基苯乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚ε-己内酯和聚环氧乙烷中的一种或多种;
可选地,所述聚合物溶液的浓度为0.5~1.5mol/L,例如可以是1mol/L;
所述第二溶剂选自水、氯仿、乙醇和丙酮中的一种或多种。
10.一种石墨烯-聚合物微米线阵列气体传感器在气体检测中的应用,包括:
将权利要求3或4所述的石墨烯-聚合物微米线阵列传感器置于待检测气体的饱和氛围中;以及
待其溶胀后,检测前后的I-V曲线变化,从而实现对相应气体的检测;
优选地,所述待检测气体可以是芳香族化合物(如甲苯、苯等)、醇类物质(如甲醇、乙醇等)、烷烃类物质(如己烷)、酮类物质(如丙酮等)中的一种或多种。