一种提高石英晶体微天平探测精度及耐久性的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高石英晶体微天平探测精度及耐久性的方法，通过制备锐钛矿型TiO2/ZnO复合纳米棒阵列作为石英晶体微量天平敏感膜来实现。步骤是：预制ZnO晶种后，采用水热法在石英晶振片上制备ZnO气敏薄膜；配制TiO2溶胶，形成ZnO纳米棒阵列的石英晶振片上进一步涂覆形成TiO2/ZnO复合纳米棒阵列。本发明利用锐钛矿型TiO2/ZnO纳米复合薄膜超疏水性和超亲水之间的转换以及半导体薄膜的光催化性能，有效地降低了石英晶体微量天平在探测有机气体分子过程中水分子的干扰，提高了探测精度，并对其表面过多的有机气体分子进行光催化降解，提高了石英晶体微量天平使用的耐久性。
【专利说明】一种提高石英晶体微天平探测精度及耐久性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于污染监测领域，具体涉及在石英晶体微量天平（QCM)表面制备Ti02/ ZnO纳米复合薄膜，进而提高其探测有机气体分子精度及耐久性的方法。
【背景技术】
[0002] QCM是一种敏感的质量传感器，对晶体表面质量变化具有极其灵敏的频率响应，其 频率下降值与晶片表面沉积的质量具有定量关系：
【权利要求】
1. 一种提高石英晶体微天平探测精度及耐久性的方法，其特征在于，通过在石英晶振 片表面制备锐钛矿型Ti02/Zn0复合纳米棒阵列作为石英晶体微量天平敏感膜来实现，包括 以下步骤： 步骤一、在石英晶振片表面形成ZnO晶种：将Zn2+浓度为0. 3-0. 6mol/L的ZnO溶胶在 室温下静态陈化24h即为ZnO晶种液；采用浸渍提拉镀膜法或旋涂工艺在石英晶振片表面 形成ZnO晶种； 步骤二、制备生长溶液：分别配制浓度均为0. 04-0. 06mol/L的六次甲基四胺溶液和硝 酸锌溶液，各磁力搅拌20_30min，将两种溶液混合继续磁力搅拌20?30min，获得Zn2+浓度 为0. 02-0. 03mol/L的混合溶液； 步骤三、采用水热法在石英晶振片表面形成纳米棒状ZnO阵列膜：将步骤一获得的表 面形成有ZnO晶种的石英晶振片放入到步骤二获得的混合溶液中，在80-90°C下反应3-4h， 石英晶振片表面形成有纳米棒状ZnO阵列膜，取出处理后的石英晶振片用去离子水充分清 洗，并晾干； 步骤四、配制pH值为2-5的锐钛矿型Ti02溶胶，采用浸渍提拉镀膜法将步骤三处理后 的表面形成有纳米棒状ZnO阵列膜的石英晶振片以2-4cm/min的速度浸入到所述的Ti02溶胶中停留120-600s，以l-2cm/min的速度提拉出来，并在40-60°C下空气气氛中干燥 24-48h，石英晶振片表面形成有锐钛矿型Ti02/Zn0复合纳米棒阵列。
2. 根据权利要求书1所述一种提高石英晶体微天平探测精度及耐久性的方法，其特征 在于，经过处理后的石英晶体微量天平使用中采用紫外辐射降低有机污染后，需在流通空 气或氧气气氛中黑暗环境下静置4-10天后再次使用。
【文档编号】G01N5/00GK104458480SQ201410745127
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】魏强, 李薇, 王绍丹, 许伟泽, 刘浩锐 申请人:天津大学