一种具有核壳结构的气敏材料的制备方法

技术领域

本发明涉及在传感器元器件上制备气敏材料的方法，尤其涉及一种具有核壳结构的气敏材料的制备方法。

背景技术

气体传感器是一种将带检测气体的体积分数转化成相应的电信号的转化装置。气体传感器含有测定头，测定头对带检测气体进行探测，在气体传感器屏幕上显示气体的含量多少。

随着大气中污染物如二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等越来越多，对大气中污染物气体的检测极为重要，将气体传感器运用到检测大气污染物上，对检测二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等气体有很大的帮助。然后目前针对大气污染物的气体传感器在检测气体时，气敏性较差，响应时间和恢复时间长，在一定程度上影响了在检测大气污染物气体上的广泛应用。为了提高检测大气污染物的气体的气体传感器的气敏性能，将气敏材料制备三维核壳结构，有助于提高材料的比表面积，增加材料的气敏活性位点数。

因为亟待开发一种具有三维核壳结构的气敏复合材料。

发明内容

发明目的：提供一种具有核壳结构的气敏材料的制备方法，以解决背景技术中所涉及的问题。

技术方案：一种具有核壳结构的气敏材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、使用高温水解法制成四氧化三铁，使其具有微米球结构；

S2、对四氧化三铁微米球进行带正电荷处理；

S3、将氧化石墨烯与四氧化三铁微米球进行混合，使得四氧化三铁微米球被氧化石墨烯包裹，形成三维核壳结构复合材料；

S4、将得到的复合材料涂抹在气体传感器的叉指电极基底上。

在进一步的实施例中，S1所述的高温水解法所使用的温度为180℃，时长为22h。

在进一步的实施例中，S2所述的带正电荷处理时所使用的化学品为聚乙烯亚胺。

在进一步的实施例中，S3所述的混合是将带正电荷的四氧化三铁微米球与带负电荷的氧化石墨烯进行混合。

在进一步的实施例中，S4所述涂抹是利用四氧化三铁微米球的磁场进行涂抹。

有益效果：本发明采用高温水解法制备四氧化三铁微米球，对四氧化三铁微米球进行带正电荷处理，将带正电荷的四氧化三铁被带负电荷的氧化石墨烯包裹，形成三维的核壳结构，提高了对气体的接触面积，提高了对气体的敏感度；将得到的复合材料涂抹在气体传感器的叉指电极基地上，制成的气体传感器在气体含量较低时，也能成功检测。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例1：

利用在温度为180摄氏度，反应时间为22小时，制备四氧化三铁微米球；然后对制备的四氧化三铁微米球使用聚乙烯亚胺进行带正电荷处理，处理温度为45摄氏度搅拌反应1.5小时；

将带正电荷的四氧化三铁微米求和自带负电荷的氧化石墨烯混合，在室温环境下，搅拌反应20小时，使得四氧化三铁微米被氧化石墨烯包裹，形成三维核壳结构复合材料；

将上述的得到的复合材料，均匀涂抹在气体传感器的叉指电极基地上，因为复合材料中四氧化三铁微米球本身具有磁性，使得复合材料在叉指电机基地上形成厚度一致的传感薄膜。

实施例2：

利用在温度为190摄氏度，反应时间为20小时，制备四氧化三铁微米球；然后对制备的四氧化三铁微米球使用聚乙烯亚胺进行带正电荷处理，处理温度为60摄氏度搅拌反应3小时；

将带正电荷的四氧化三铁微米求和自带负电荷的氧化石墨烯混合，在室温环境下，搅拌反应12小时，使得四氧化三铁微米被氧化石墨烯包裹，形成三维核壳结构复合材料；

将上述的得到的复合材料，均匀涂抹在气体传感器的叉指电极基地上，因为复合材料中四氧化三铁微米球本身具有磁性，使得复合材料在叉指电机基地上形成厚度一致的传感薄膜。

实施例3：

利用在温度为200摄氏度，反应时间为18小时，制备四氧化三铁微米球；然后对制备的四氧化三铁微米球使用聚乙烯亚胺进行带正电荷处理，处理温度为60摄氏度搅拌反应12小时；

将带正电荷的四氧化三铁微米求和自带负电荷的氧化石墨烯混合，在室温环境下，搅拌反应6小时，使得四氧化三铁微米被氧化石墨烯包裹，形成三维核壳结构复合材料；

将上述的得到的复合材料，均匀涂抹在气体传感器的叉指电极基地上，因为复合材料中四氧化三铁微米球本身具有磁性，使得复合材料在叉指电机基地上形成厚度一致的传感薄膜。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。