专利名称：一种制作声表面波传感器敏感膜的方法
技术领域：
本发明涉及声表面波(SAW)气体传感器器件制造技术领域，特别涉及一种通过在ニ氧化钛胶体溶液中分散聚苯胺粉末制作声表面波传感器敏感膜的方法。
背景技术：
从80年代开始，SAW气体传感器的研制工作逐渐兴起，目前可以检测H2S、N02、S02、NH3等多种气体，运用声表面波技术研制成的传感器可以直接输出数字信号，因而具有得天独厚的优越性。SAW气体传感器与其它种类的气体传感器相比有一些明显的优势，比如气体测量的灵敏度高、精度高、分辨率高、抗干扰能力强和有效检测范围大，而且SAW气体传感器可与逻辑器件结合在一起实现微型化、集成化和智能化。 SAff气体传感器的基本工作原理主要是通过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測量。因此要想制作出高灵敏度和质量的声表面波传感器器件，其中敏感膜的设计与制作部分特别的关键。随着人们生活质量的提高，对エ业生产以及生活条件的要求越来越高，人们对气体传感器的需求也越来越大。气体传感器的研发，尤其是有毒有害气体传感器的研究更是得到迅猛发展。氨气是ー种エ业应用广泛的有毒气体，无色，有刺激性恶臭味，它对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，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。导电聚合物是20世纪70年代发展起来的ー个研究新领域，因其诱人的应用前景而受到广泛重视。聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等在常温下对特定气体具有敏感性，其中聚苯胺(PAn)以其独特的掺杂机制、可逆的氧化-还原特性、良好的稳定性和原料价廉易得等优点及其在可充电电池、显示器件、化学传感器等多方面广阔的应用而成为目前最有希望获得实际应用的导电聚合物，但是将単一聚苯胺作为薄膜材料制备成的传感器选择性低，工作温度高，适用价值不高。选择特性，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。
发明内容
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的在于提供ー种制作声表面波传感器敏感膜的方法。(ニ)技术方案为达到上述目的，本发明提供了ー种制作声表面波传感器敏感膜的方法，该方法是在双延迟线型振荡器的一条延迟线上，滴涂混合溶液并真空烘干而形成，该混合溶液是在TiO2胶体溶液中均匀分散聚苯胺PAn粉末形成的。该方法具体包括步骤I :制作TiO2胶体溶液；步骤2 :将聚苯胺PAn粉末加入该TiO2胶体溶液中，形成混合溶液；步骤3 滴涂该混合溶液；步骤4 :真空干燥，形成敏感膜。上述方案中，步骤I中所述制作TiO2胶体溶液，是通过水解异丙醇钛[Ti (OCH(CH3)2)4]制得的。上述方案中，步骤2中所述将聚苯胺PAn粉末加入该TiO2胶体溶液，进ー步利用搅拌机进行搅拌，使聚苯胺PAn粉末均匀分散。上述方案中，步骤3中所述滴涂该混合溶液，具体包括在常温下用微量移液器在双延迟线型振荡器的一条延迟线上，滴涂50ul的该混合溶液。上述方案中，步骤4中所述真空干燥，是在60°C的真空干燥箱中干燥至少两个小时。(三)有益效果本发明提供的这种制作声表面波传感器敏感膜的方法，通过将PAn粉末加入TiO2溶液中制作聚合敏感膜，掺杂后的PAn/Ti02传感器与纯的PAn传感器相比，选择性，灵敏度和检测质量也会有一定的提尚。
图I为本发明提供的制作声表面波传感器敏感膜的エ艺流程示意图；其中，I为压电基体(压电单晶或薄膜)，2为叉指换能器IDT (Au或Pt)，3为传播路径上的金属薄膜(Au或Pt等)，4为化学敏感膜。
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，并參照附图，对本发明进ー步详细说明。本发明提供的制作声表面波传感器敏感膜的方法，是在声表面波气体传感器的制造过程中，在双延迟线型振荡器的一条延迟线上，滴涂混合溶液并真空烘干而形成，该混合溶液是在TiO2胶体溶液中均匀分散聚苯胺PAn粉末形成的。TiO2是ー种弱n型金属氧化物半导体，作为气敏传感器有着很高的反应灵敏度、以及很快的响应时间，已有比较广泛的应用。聚苯胺(PAn)以其独特的掺杂机制、可逆的氧化-还原特性、良好的稳定性多方面的应用，而成为目前最有希望获得实际应用的导电聚合物，通过聚合制作出的敏感膜能够使得PAn/Ti02聚合物对NH3有着更大的响应，更好的选择性，以期望在常温下做到对低浓度NH3进行高质量，灵敏，精确的检測。本发明提供的这种制作声表面波传感器敏感膜的方法，具体包括步骤I :制作TiO2胶体溶液；所述制作TiO2胶体溶液，是通过水解异丙醇钛[Ti(OCH(CH3)2)J 制得的；
步骤2 :将聚苯胺PAn粉末加入该TiO2胶体溶液中，形成混合溶液；所述将聚苯胺PAn粉末加入该TiO2胶体溶液后，进ー步利用搅拌机进行搅拌，使聚苯胺PAn粉末均匀分散；步骤3 :滴涂该混合溶液，具体包括在常温下用微量移液器在双延迟线型振荡器的一条延迟线上，滴涂50ul的该混合溶液；步骤4 :真空干燥，形成敏感膜；其中真空干燥是在60°C的真空干燥箱中干燥至少两个小时。实施例本发明实施例提供的在TiO2胶体溶液中均匀分散PAn粉末，然后通过滴涂法制作敏感膜的方法，首先通过水解30ml异丙醇钛[Ti (OCH (CH3) 2)4]制作大约200mL的稳定TiO2溶胶，TiO2胶体微粒的尺寸大约8nm,加入10mg-50mg的PAn粉末,强カ搅拌使PAn粉末均匀分散，形成混合溶液；然后在传感器器件延迟线的敏感区域大约滴涂10-50ul的上述混 合溶液，真空干燥2个小时，形成声表面波传感器敏感膜。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ー步详细说明，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.ー种制作声表面波传感器敏感膜的方法，其特征在于，该方法是在双延迟线型振荡器的一条延迟线上，滴涂混合溶液并真空烘干而形成，该混合溶液是在TiO2胶体溶液中均匀分散聚苯胺PAn粉末形成的。
2.根据权利要求I所述的制作声表面波传感器敏感膜的方法，其特征在于，该方法具体包括 步骤I :制作TiO2胶体溶液； 步骤2 :将聚苯胺PAn粉末加入该TiO2胶体溶液中，形成混合溶液； 步骤3 :滴涂该混合溶液； 步骤4:真空干燥，形成敏感膜。
3.根据权利要求2所述的制作声表面波传感器敏感膜的方法，其特征在于，步骤I中所述制作TiO2胶体溶液，是通过水解异丙醇钛[Ti (OCH(CH3)山]制得的。
4.根据权利要求2所述的制作声表面波传感器敏感膜的方法，其特征在于，步骤2中所述将聚苯胺PAn粉末加入该TiO2胶体溶液，进ー步利用搅拌机进行搅拌，使聚苯胺PAn粉末均匀分散。
5.根据权利要求2所述的制作声表面波传感器敏感膜的方法，其特征在于，步骤3中所述滴涂该混合溶液，具体包括 在常温下用微量移液器在双延迟线型振荡器的一条延迟线上，滴涂50ul的该混合溶液。
6.根据权利要求2所述的制作声表面波传感器敏感膜的方法，其特征在于，步骤4中所述真空干燥，是在60°C的真空干燥箱中干燥至少两个小吋。
全文摘要
本发明公开了一种制作声表面波传感器敏感膜的方法，该方法是在双延迟线型振荡器的一条延迟线上，滴涂混合溶液并真空烘干而形成，该混合溶液是在TiO2胶体溶液中均匀分散聚苯胺PAn粉末形成的。本发明提供的这种制作声表面波传感器敏感膜的方法，通过将PAn粉末加入TiO2溶液中制作聚合敏感膜，掺杂后的PAn/TiO2传感器与纯的PAn传感器相比，选择性，灵敏度和检测质量也会有一定的提高。
文档编号G01N5/02GK102654480SQ201110050069
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者侯成诚, 刘明, 叶甜春, 周文, 李冬梅, 汪幸, 谢常青, 闫学锋, 霍宗亮, 龙世兵 申请人:中国科学院微电子研究所