一种自供能气体传感器及其制备方法与流程

文档序号:11384679阅读:335来源:国知局

本发明属于传感器技术领域,具体涉及一种集气敏单元与能量储存单元于一体的自供能气体传感器及其制备方法。



背景技术:

传感器一直以来都是应用广泛的电子器件,在人们的生产与生活中发挥着重要的作用。近年来,随着纳米科技的迅猛发展,器件的微型化已成为主流发展趋势,然而器件微型化也限制了供电设备的体积,而传统电池作为供电设备,小的体积也就意味着小的储电量,一旦电量耗尽,器件就失去了功能性,必须通过更换电池来维持其特定功能。而这一方面极大地限制了器件的使用寿命,另一方面,由于无线传感器网络大多长时间工作在无人值守状态,由于网络节点众多、分布区域广,且工作环境复杂,若采用更换电池的方式给节点补充能源,会造成由于能源补充不及时或者无法及时更换诸多分布较广的网络节点电池而引起系统无法正常工作,进而影响信息获取的可靠性。微型器件供电单元的续航能力在实际应用中是极为重要的,并且传感器的能量供给成为阻碍传感器网络发展及应用的瓶颈之一。

为了提高传感器的续航能力以及进一步满足高速发展的物联网及无线传感网络中传感器不间断工作的需求,除了降低功能器件的能耗之外,最根本的方法是实现传感器的能量自供。而传感器能量自供需要实现其能量捕获和储存,能量捕获的理念就要求传感器本身在工作时很容易收集周围环境中的能量,并且储存起来在需要时进行供给。为此,如何设计出一种能够有效捕捉周围环境能量并将环境能量转化为可用电能的传感器成为了本领域亟待解决的技术问题。另外,目前具有自供能特性的传感器,其能量采集和气敏单元均为分离器件,在同一个器件内部实现能量采集和气敏单元的集成也是亟待解决的问题,这对于自供能传感器的小型化和集成化具有重要的意义。



技术实现要素:

本发明想要解决的技术问题是提供一种自供能传感器及其制备方法,本发明自供能传感器采用多孔热释电薄膜材料同时作为敏感单元和能量采集单元,通过捕获周围环境的热辐射实现能量自供,在高度集成的基础上兼具工艺简单可控、成本低廉。

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

技术方案1:

一种自供能气体传感器,其特征在于,其结构由下至上依次层叠的包括:多孔基片、第一银纳米线薄膜、p型多孔导电聚合物、多孔热释电薄膜、n型多孔导电聚合物和第二银纳米线薄膜;所述多孔热释电薄膜的材料为聚偏二氟乙烯或者偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物。

进一步地,本技术方案中多孔基片的材料为多孔柔性氧化铟锡;

作为优选实施方式,本技术方案中多孔基片的厚度不大于0.5毫米;

作为优选实施方式,本技术方案中多孔基片的孔径大小不大于100纳米。

进一步地,本技术方案中多孔导电聚合物的材料优选为聚噻吩及其衍生物。

本技术方案中银纳米线薄膜可采用自组装法、lb膜法、旋涂法等任何合适的方法制备,根据本发明实施例,优先采用lb膜法制备,因为采用lb膜法制得的纳米线高度有序,增强纳米线薄膜的集流效果。

本技术方案中多孔导电聚合物薄膜采用原位沉积法制备;具体操作是将混合导电聚合物单体与氧化剂的聚合溶液采用旋涂法沉积在银纳米线薄膜表面,通过控制溶剂挥发速度来获得多孔导电聚合物薄膜。

本技术方案中多孔热释电薄膜可采用旋涂法、流延法等任何合适的方法制备,根据本发明实施例,优先采用流延法制备,并通过控制薄膜烘干温度进而控制多孔结构,能够获得大面积薄膜,并且工艺简单。

技术方案2:

一种自供能气体传感器的制备方法,其特征在于,在多孔基片上制备银纳米线薄膜;在银纳米线薄膜上制备多孔导电聚合物薄膜;再采用电掺杂的方法制得p型掺杂态的多孔导电聚合物薄膜;在p型掺杂态的多孔导电聚合物薄膜上制备多孔热释电薄膜;然后在多孔热释电薄膜上制备多孔导电聚合物薄膜;再采用电掺杂的方法制得n型掺杂态的多孔导电聚合物薄膜;在n型掺杂态的多孔导电聚合物薄膜上制备银纳米线薄膜;最终制得多层膜结构的自供能气体传感器。

进一步地,本技术方案中多孔基片的材料为多孔柔性氧化铟锡;

作为优选实施方式,本技术方案中多孔基片的厚度不大于0.5毫米;

作为优选实施方式,本技术方案中多孔基片的孔径大小不大于100纳米。

进一步地,本技术方案中多孔导电聚合物的材料优选为聚噻吩及其衍生物。

进一步地,本技术方案中银纳米线薄膜可采用自组装法、lb膜法、旋涂法等任何合适的方法制备;优选为lb膜法,因为采用lb膜法制得的纳米线高度有序,增强纳米线薄膜的集流效果。

进一步地,本技术方案中多孔导电聚合物薄膜采用原位沉积法制备,具体操作是将混合导电聚合物单体与氧化剂的聚合溶液采用旋涂法沉积在银纳米线薄膜表面,通过控制溶剂挥发速度来获得多孔导电聚合物薄膜。

进一步地,本技术方案中多孔热释电薄膜可采用旋涂法、流延法等任何合适的方法制备,根据本发明实施例,优先采用流延法制备,并通过控制薄膜烘干温度进而控制多孔结构,能够获得大面积薄膜,并且工艺简单。

本发明的创新点在于:

本发明有别于现有敏感机理,利用多孔热释电薄膜材料的极化过程来反映其气敏过程的传感器结构。本发明中多孔热释电薄膜层在自供能气体传感器中具有两个功能;一是作为器件的能量源,因为当器件捕获外界热辐射时,多孔热释电薄膜材料将产生驱动器件工作的热释电能量源,故多孔热释电薄膜材料一方面作为储能电容器的固态电解质;其二是气体传感核心,这是因为器件的传感信号输出受到多孔热释电薄膜表面吸附分子的影响;而导电聚合物电极在自供能气体传感器中一方面作为储能电容器的正负极,另一方面又作为气敏单元的电极。因此,本发明高度集成储能单元与敏感单元,大大减少器件的制备工艺流程,实现气体传感器的能量自供。

相比于现有技术,本发明的有益效果是:

本发明提供的自供能气体传感器结构设计合理,采用多孔热释电薄膜同时作为储能单元和敏感单元,能够协同实现能量采集与产生气敏信号,使得器件结构高度集成;避免了制备不同功能薄膜时各功能薄膜之间所存在的成膜工艺不匹配、成膜不均匀和相容性不好的问题;由于所用热释电材料的电导率普遍较低,因而气体分子吸附产生的载流子浓度的变化较小,尤其是在低浓度气体的检测过程中载流子浓度的变化就更小,信号通常会被背景噪声湮灭而难以检测到信号,而本发明通过将气体分子吸附引发的载流子浓度变化转变为材料极化特性的变化,并且这一极化特性变化产生的电荷可以被有效收集,进而显著增强气敏单元的灵敏度;此外,本发明的制备工艺相比现有制备工艺,与有机柔性电子器件的制备工艺更具兼容性优势,因此,本发明器件结构在柔性电子器件具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明提供自供能气体传感器的结构示意图,其中,1为多孔基片,2为第一银纳米线薄膜,3为p型多孔导电聚合物,4为多孔热释电薄膜。5为p型多孔导电聚合物,6为第二银纳米线薄膜。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明实施例进行详细说明,下文具体实施例仅仅是示意性的,而不是限制性的。

如图1所示为本发明自供能气体传感器的结构示意图,其结构由下至上依次包括层叠的多孔基片1、第一银纳米线薄膜2、p型多孔导电聚合物3、多孔热释电薄膜4、n型多孔导电聚合物5和第二银纳米线薄膜6;多孔基片1作为器件支撑,多孔热释电薄膜4作为气体敏感单元和能量采集单元,而第一银纳米线薄膜2作为电流的集流体,p型多孔导电聚合物作为储能超级电容器的一个电极,相应地,第二银纳米线薄膜6作为电流的另一个集流体,p型多孔导电聚合物作为储能超级电容器的另一个电极;多孔热释电薄膜4捕获外界热辐射产生极化,极化产生的电荷由两侧相邻的p型导电聚合物3和n型导电聚合物5收集并形成器件的初始电流,因此,传感器的初始电流由自身提供;在通入待测气体时,气体分子沿结构层的多孔结构进入多孔热释电薄膜4,由于此时多孔热释电薄膜4本身具有气体敏感特性,而材料的极化方式发生改变,导致储能器件的电流发生变化,从而输出气敏信号,实现对待测气体的识别。实施例1:

步骤1:

选择平面尺寸为5×5mm的多孔柔性氧化铟锡,然后采用清洗剂清洁后用流水冲洗5~10次,再依次置于丙酮、酒精和去离子水中进行超声清洗,每一次超声清洗采用低功率超声10分钟,最后采用氮气吹干备用;

步骤2:

取一个容积为20ml且洁净干燥的样品瓶,以异丙醇作为溶剂配制得到浓度为2mg/ml银纳米线溶液,超声分散4小时,形成银纳米线分散液,取1ml银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于柔性多孔氧化铟锡基片一表面;

步骤3:

以正丁醇作为溶剂配制得到浓度为1mg/ml的3,4-乙烯二氧噻吩溶液,以正丁醇为溶剂配制得到浓度为3mg/ml的甲基苯磺酸铁溶液;分别按照3,4-乙烯二氧噻吩溶液与甲基苯磺酸铁溶液体积比为1∶3进行混合,得到混合溶液,静置3小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液;

步骤4:取2ml聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于经步骤2制得多孔氧化铟锡基片沉积有银纳米线的表面,然后再将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜;然后将步骤3制得的多孔基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为0.8v的条件下使得聚3,4-乙烯二氧噻吩氧化为p型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线和p型聚3,4-乙烯二氧噻吩所形成的复合结构;

步骤5:以氮氮二甲基甲酰胺作为溶剂,称量聚偏二氟乙烯配制得到1.5mg/ml的聚偏二氟乙烯溶液,超声分散2小时;然后取2ml聚偏二氟乙烯溶液,采用流延法将其沉积于经步骤4处理得到多孔基片的p型聚3,4-乙烯二氧噻吩表面,并将基片置于40℃烘箱中干燥1小时,得到聚偏二氟乙烯薄膜,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩和聚偏二氟乙烯薄膜所形成的复合结构;

步骤6:再次量取2ml步骤3制得的聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于步骤5得到多孔基片的聚偏二氟乙烯薄膜表面,然后将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜;然后将基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为-0.8v的条件下使得聚3,4-乙烯二氧噻吩氧化为n型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚偏二氟乙烯薄膜和n型聚3,4-乙烯二氧噻吩所形成的复合结构;

步骤7:再次量取1ml步骤2制得银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于步骤6制得多孔基片的n型聚3,4-乙烯二氧噻吩表面,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚偏二氟乙烯薄膜、n型聚3,4-乙烯二氧噻吩和银纳米线形成复合结构的自供能气体传感器。

实施例2:

步骤1:

选择平面尺寸为5×5mm的多孔柔性氧化铟锡,然后采用清洗剂清洁后用流水冲洗5~10次,再依次置于丙酮、酒精和去离子水中进行超声清洗,每一次超声清洗采用低功率超声10分钟,最后采用氮气吹干备用;

步骤2:

取一个容积为20ml且洁净干燥的样品瓶,以异丙醇作为溶剂配制得到浓度为2mg/ml银纳米线溶液,超声分散4小时,形成银纳米线分散液,取1ml银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于柔性多孔氧化铟锡基片一表面;

步骤3:

以正丁醇作为溶剂配制得到浓度为1mg/ml的3,4-乙烯二氧噻吩溶液,以正丁醇为溶剂配制得到浓度为3mg/ml的甲基苯磺酸铁溶液;分别按照3,4-乙烯二氧噻吩溶液与甲基苯磺酸铁溶液体积比为1∶3进行混合,得到混合溶液,静置3小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液;

步骤4:取2ml聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于经步骤2制得多孔氧化铟锡基片沉积有银纳米线的表面,然后再将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜;然后将步骤3制得的多孔基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为0.7v的条件下使得聚3,4-乙烯二氧噻吩氧化为p型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线和p型聚3,4-乙烯二氧噻吩所形成的复合结构;

步骤5:以氮氮二甲基甲酰胺作为溶剂,称量聚偏二氟乙烯配制得到1.5mg/ml的聚偏二氟乙烯溶液,超声分散2小时;然后取2ml聚偏二氟乙烯溶液,采用流延法将其沉积于经步骤4处理得到多孔基片的p型聚3,4-乙烯二氧噻吩表面,并将基片置于40℃烘箱中干燥1小时,得到聚偏二氟乙烯薄膜,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩和聚偏二氟乙烯薄膜所形成的复合结构;

步骤6:再次量取2ml步骤3制得的聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于步骤5得到多孔基片的聚偏二氟乙烯薄膜表面,然后将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜;然后将基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为-0.7v的条件下使得聚3,4-乙烯二氧噻吩氧化为n型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚偏二氟乙烯薄膜和n型聚3,4-乙烯二氧噻吩所形成的复合结构;

步骤7:再次量取1ml步骤2制得银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于步骤6制得多孔基片的n型聚3,4-乙烯二氧噻吩表面,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚偏二氟乙烯薄膜、n型聚3,4-乙烯二氧噻吩和银纳米线形成复合结构的自供能气体传感器。

实施例3:

步骤1:

选择平面尺寸为5×5mm的多孔柔性氧化铟锡,然后采用清洗剂清洁后用流水冲洗5~10次,再依次置于丙酮、酒精和去离子水中进行超声清洗,每一次超声清洗采用低功率超声10分钟,最后采用氮气吹干备用;

步骤2:

取一个容积为20ml且洁净干燥的样品瓶,以异丙醇作为溶剂配制得到浓度为2mg/ml银纳米线溶液,超声分散4小时,形成银纳米线分散液,取1ml银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于柔性多孔氧化铟锡基片一表面;

步骤3:

以正丁醇作为溶剂配制得到浓度为1mg/ml的3,4-乙烯二氧噻吩溶液,以正丁醇为溶剂配制得到浓度为3mg/ml的甲基苯磺酸铁溶液;分别按照3,4-乙烯二氧噻吩溶液与甲基苯磺酸铁溶液体积比为1∶3进行混合,得到混合溶液,静置3小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液;

步骤4:取2ml聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于经步骤2制得多孔氧化铟锡基片沉积有银纳米线的表面,然后再将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜;然后将步骤3制得的多孔基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为0.7v的条件下使得聚3,4-乙烯二氧噻吩氧化为p型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线和p型聚3,4-乙烯二氧噻吩所形成的复合结构;

步骤5:以氮氮二甲基甲酰胺作为溶剂,称量聚偏二氟乙烯-三氟乙烯配制得到1.5mg/ml的聚偏二氟乙烯-三氟乙烯溶液,超声分散2小时;然后取2ml聚偏二氟乙烯溶液,采用流延法将其沉积于经步骤4处理得到多孔基片的p型聚3,4-乙烯二氧噻吩表面,并将基片置于40℃烘箱中干燥1小时,得到聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩和聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜所形成的复合结构;

步骤6:再次量取2ml步骤3制得的聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于步骤5得到多孔基片的聚偏二氟乙烯-三氟乙烯表面,然后将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜;然后将基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为-0.7v的条件下使得聚3,4-乙烯二氧噻吩氧化为n型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜和n型聚3,4-乙烯二氧噻吩所形成的复合结构;

步骤7:再次量取1ml步骤2制得银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于步骤6制得多孔基片的n型聚3,4-乙烯二氧噻吩表面,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜、n型聚3,4-乙烯二氧噻吩和银纳米线形成复合结构的自供能气体传感器。

实施例4:

步骤1:

选择平面尺寸为5×5mm的多孔柔性氧化铟锡,然后采用清洗剂清洁后用流水冲洗5~10次,再依次置于丙酮、酒精和去离子水中进行超声清洗,每一次超声清洗采用低功率超声10分钟,最后采用氮气吹干备用;

步骤2:

取一个容积为20ml且洁净干燥的样品瓶,以异丙醇作为溶剂配制得到浓度为2mg/ml银纳米线溶液,超声分散4小时,形成银纳米线分散液,取1ml银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于柔性多孔氧化铟锡基片一表面;

步骤3:

以正丁醇作为溶剂配制得到浓度为1mg/ml的3,4-乙烯二氧噻吩溶液,以正丁醇为溶剂配制得到浓度为3mg/ml的甲基苯磺酸铁溶液;分别按照3,4-乙烯二氧噻吩溶液与甲基苯磺酸铁溶液体积比为1∶3进行混合,得到混合溶液,静置3小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液;

步骤4:取2ml聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于经步骤2制得多孔氧化铟锡基片沉积有银纳米线的表面,然后再将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜;然后将步骤3制得的多孔基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为0.8v的条件下使得聚3,4-乙烯二氧噻吩氧化为p型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线和p型聚3,4-乙烯二氧噻吩所形成的复合结构;

步骤5:以氮氮二甲基甲酰胺作为溶剂,称量聚偏二氟乙烯-三氟乙烯配制得到1.5mg/ml的聚偏二氟乙烯-三氟乙烯溶液,超声分散2小时;然后取2ml聚偏二氟乙烯溶液,采用流延法将其沉积于经步骤4处理得到多孔基片的p型聚3,4-乙烯二氧噻吩表面,并将基片置于40℃烘箱中干燥1小时,得到聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩和聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜所形成的复合结构;

步骤6:再次量取2ml步骤3制得的聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于步骤5得到多孔基片的聚偏二氟乙烯-三氟乙烯表面,然后将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜;然后将基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为-0.8v的条件下使得聚3,4-乙烯二氧噻吩氧化为n型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜和n型聚3,4-乙烯二氧噻吩所形成的复合结构;

步骤7:再次量取1ml步骤2制得银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于步骤6制得多孔基片的n型聚3,4-乙烯二氧噻吩表面,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜、n型聚3,4-乙烯二氧噻吩和银纳米线形成复合结构的自供能气体传感器。

实施例5:

步骤1:

选择平面尺寸为5×5mm的多孔柔性氧化铟锡,然后采用清洗剂清洁后用流水冲洗5~10次,再依次置于丙酮、酒精和去离子水中进行超声清洗,每一次超声清洗采用低功率超声10分钟,最后采用氮气吹干备用;

步骤2:

取一个容积为20ml且洁净干燥的样品瓶,以异丙醇作为溶剂配制得到浓度为2mg/ml银纳米线溶液,超声分散4小时,形成银纳米线分散液,取1ml银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于柔性多孔氧化铟锡基片一表面;

步骤3:

以正丁醇作为溶剂配制得到浓度为1mg/ml的氯甲基噻吩溶液,以正丁醇为溶剂配制得到浓度为3mg/ml的三氯化铁溶液;分别按照氯甲基噻吩溶液与三氯化铁溶液体积比为2∶5进行混合,得到混合溶液,静置3小时,得到聚氯甲基噻吩溶液;

步骤4:取2ml聚氯甲基噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于经步骤2制得多孔氧化铟锡基片沉积有银纳米线的表面,然后再将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚氯甲基噻吩薄膜;然后将步骤3制得的多孔基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为0.55v的条件下使得聚氯甲基噻吩氧化为p型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线和p型聚氯甲基噻吩所形成的复合结构;

步骤5:以氮氮二甲基甲酰胺作为溶剂,称量聚偏二氟乙烯-三氟乙烯配制得到1.5mg/ml的聚偏二氟乙烯-三氟乙烯溶液,超声分散2小时;然后取2ml聚偏二氟乙烯溶液,采用流延法将其沉积于经步骤4处理得到多孔基片的p型聚氯甲基噻吩表面,并将基片置于40℃烘箱中干燥1小时,得到聚偏二氟乙烯薄膜,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚氯甲基噻吩和聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜所形成的复合结构;

步骤6:再次量取2ml步骤3制得的聚氯甲基噻吩溶液,采用旋涂方法将其沉积于步骤5得到多孔基片的聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜表面,然后将基片置于50℃烘箱中干燥1小时,得到聚氯甲基噻吩薄膜;然后将基片置于电化学池中反应,反应液为1m/l的硫酸钠溶液,在电压为-0.55v的条件下使得聚氯甲基噻吩氧化为n型掺杂态,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚氯甲基噻吩、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜和n型聚氯甲基噻吩所形成的复合结构;

步骤7:再次量取1ml步骤2制得银纳米线分散液,采用lb膜工艺将银纳米线均匀沉积于步骤6制得多孔基片的n型聚氯甲基噻吩表面,进而在多孔基片表面由下至上制得银纳米线、p型聚氯甲基噻吩、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯薄膜、n型聚氯甲基噻吩和银纳米线形成复合结构的自供能气体传感器。

以上结合附图对本发明的实施例进行了阐述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。

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