一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的qcm甲醛傳感器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器及其制備方法，屬于氣體傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】中的QCM甲醛傳感器，所述傳感器基片為石英晶體微天平（QCM），在QCM電極兩面分別沉積具有物理吸附和化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4；該敏感薄膜為有機(jī)聚合物敏感材料與碳納米管或石墨烯等材料通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印等工藝制備的復(fù)合敏感膜。該傳感器充分利用了碳納米管、石墨烯等材料的高比表面積和支撐特性，以及聚合物材料的吸附或特異響應(yīng)性能，發(fā)揮雙面復(fù)合敏感膜的化學(xué)/物理增強(qiáng)效應(yīng)，提高了傳感器的靈敏度和吸附/脫附速率。該傳感器具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、靈敏度高、可室溫工作等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛適用于QCM甲醛傳感器。
【專利說(shuō)明】—種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種同時(shí)具有化學(xué)吸附效應(yīng)和物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，屬于氣體傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們的生活水平不斷提高，室內(nèi)裝潢也逐步興起，室內(nèi)裝潢中的膠合板、油漆、涂料等材料都會(huì)釋放甲醛氣體。甲醛作為一種原生質(zhì)毒物，對(duì)人體健康的危害具有長(zhǎng)期性、潛伏性、隱蔽性等特點(diǎn)。甲醛氣體作為有機(jī)性揮發(fā)氣體(VOCs)中的一種，美國(guó)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)和世界衛(wèi)生組織(World Health Organizat1n,WHO)已經(jīng)認(rèn)定甲醒氣體是一種有害物質(zhì)，并把它列為室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)。室內(nèi)空氣污染物主要包括甲醛(HCHO)、苯系物、總揮發(fā)性有機(jī)物等，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的首要前提是對(duì)室內(nèi)空氣污染物的檢測(cè)，而實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣污染物如甲醛、苯系物等的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和識(shí)別是控制室內(nèi)空氣質(zhì)量的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法主要有分光度法、電化學(xué)法、聯(lián)用法等，這些方法操作復(fù)雜，成本較為昂貴，且受外界氣體的干擾，選擇性較差；同時(shí)較難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
[0003]目前研究的傳感器法中，傳統(tǒng)的Sn02、ZnO、W03、In203等金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器對(duì)甲醛氣體的低濃度檢測(cè)顯得不盡人意，在高選擇和高靈敏度方面也存在不足，因而人們?cè)谕ㄟ^(guò)各種摻雜技術(shù)提高傳統(tǒng)傳感器的敏感性和選擇性的同時(shí)，也極力探索新型氣體傳感器及其敏感材料來(lái)解決室內(nèi)空氣污染的監(jiān)測(cè)問(wèn)題；而電阻式和有機(jī)薄膜晶體管式甲醛氣體傳感器對(duì)材料要求較高，且傳感器存在響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間較慢、基線漂移等問(wèn)題。因此，探索新的敏感材料、改進(jìn)元件結(jié)構(gòu)及其制備工藝來(lái)改善和提高甲醛傳感器的探測(cè)極限、響應(yīng)特性、靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性等是其發(fā)展的關(guān)鍵。
[0004]作為一種廉價(jià)、便攜、易于制作且可室溫工作的傳感器件，QCM可監(jiān)測(cè)低至納克級(jí)的質(zhì)量變化，其敏感膜與氣體分子發(fā)生物理或化學(xué)吸附作用，并直接導(dǎo)致器件頻率的變化，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于氣相測(cè)定，包括在線檢測(cè)大氣與環(huán)境污染物等。氣體的QCM檢測(cè)研究主要傾向于用有機(jī)化合物和生物成分修飾晶體表面，這樣可使QCM結(jié)合某種特定的氣態(tài)底物，從而提高檢測(cè)靈敏度和選擇性。因此QCM氣體傳感器越來(lái)越受到科研人員的重視，具有很大發(fā)展?jié)摿椭匾膽?yīng)用價(jià)值，但在實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醛、VOCs等有害氣體的低濃度檢測(cè)上目前QCM發(fā)展的重點(diǎn)仍是尋找新涂層敏感材料以及增強(qiáng)涂層選擇性。
[0005]東華大學(xué)丁彬小組基于聚乙烯亞胺(PEI)材料，在新型QCM甲醛氣體傳感器方面進(jìn)行了一系列研究，其敏感材料包括PEI/PVA、PEI/BC, PEI/PS、PE1-PA6、ΡΕΙ/Τ?02以及PVAm/PAN等，并申請(qǐng)了申請(qǐng)?zhí)枮?01010197860.0名稱為:一種利用石英晶體微天平傳感器檢測(cè)甲醛的方法，該方法將紡絲用非水溶性高分子聚合物攪拌溶解于溶劑中，得到電紡原料；將電紡原料輸入噴絲頭上，進(jìn)行靜電紡絲制備纖維；將纖維沉積到石英晶體維天平的電極上；將沉積有纖維的石英晶體維天平的電極先浸入弱聚陰電解質(zhì)水溶液中，吸附平衡，用蒸餾水洗滌，空氣吹干；再將其浸入傳感材料水溶液中，吸附平衡，用蒸餾水洗滌，空氣吹干；通過(guò)注射器將空氣樣本注射入檢測(cè)槽中，讀取空氣樣本中甲醛的質(zhì)量,計(jì)算空氣中甲醛的濃度。本發(fā)明采用靜電紡絲工藝在QCM器件表面制備高分子聚合物膜，并用于低濃度甲醛檢測(cè)。
[0006]上海大學(xué)徐甲強(qiáng)小組利用功能化SBA-15及二苯砜基鏈狀配合物等構(gòu)建QCM甲醛傳感器，并申請(qǐng)了申請(qǐng)?zhí)枮?01010290719.5名稱為:基于功能化SBA-15的質(zhì)量型甲醛傳感器的制備方法、申請(qǐng)?zhí)枮?01310213102.7名稱為:一種以銅的二苯砜基鏈狀配合物為敏感材料的甲醛傳感器等相關(guān)專利。其中專利“基于功能化SBA-15的質(zhì)量型甲醛傳感器的制備方法”首次把功能化的SBA-15作為QCM質(zhì)量型傳感器的敏感材料，構(gòu)建性能優(yōu)良的甲醛傳感器:將自己制得的孔徑為2?50nm的β-羧基乙烷基三甲氧基硅烷功能化的SBA-15在一定的介質(zhì)中超聲分散20?50分鐘，得涂覆液；所用的介質(zhì)為水、丙酮或乙醇的任一種；然后將涂覆液均勻涂覆在經(jīng)過(guò)清洗的石英晶體微天平的電極表面，并在80?120°C烘干3?8小時(shí)，即得到所述的甲醛傳感器。
[0007]上述兩個(gè)小組從聚乙烯亞胺(PEI)材料、功能化SBA-15及二苯砜基鏈狀配合物等方面對(duì)QCM甲醛傳感器進(jìn)行了相關(guān)研究，取得了相應(yīng)的成就并申請(qǐng)有相關(guān)申請(qǐng)、布局，但這兩個(gè)小組均未在QCM傳感器電極兩面沉積具有不同吸附效應(yīng)的復(fù)合膜甲醛傳感器等方面進(jìn)行有相關(guān)研究并申請(qǐng)專利，且現(xiàn)有技術(shù)中也未對(duì)此進(jìn)行相關(guān)的報(bào)道或記載。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種具有化學(xué)/物理增強(qiáng)效應(yīng)的QCM復(fù)合膜甲醛傳感器及其制備方法，充分發(fā)揮雙面復(fù)合敏感膜的化學(xué)/物理增強(qiáng)效應(yīng)，提高QCM傳感器的靈敏度和吸附/脫附速率，滿足甲醛氣體傳感器高靈敏、快響應(yīng)且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求。
[0009]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案為:
一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，其特征在于:包括石英晶體微天平(QCM)基片，所述石英晶體微天平(QCM)基片的上表面上設(shè)有上金屬電極，石英晶體微天平(QCM)基片的下表面上設(shè)有下金屬電極，所述上金屬電極、下金屬電極上遠(yuǎn)離石英晶體微天平(QCM)基片一側(cè)的表面上均設(shè)有具有物理吸附作用或化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜，上金屬電極的甲醛敏感薄膜的吸附作用與下金屬電極的甲醛敏感薄膜的吸附作用不同。
[0010]進(jìn)一步地，所述石英晶體微天平(QCM)基片為AT切向型石英晶體片，上金屬電極為金或銀電極，下金屬電極為金或銀電極，石英晶體微天平(QCM)基片的基礎(chǔ)頻率為3MHz至 15MHz。
[0011]進(jìn)一步地，所述甲醛敏感薄膜是由有機(jī)聚合物敏感材料配制的溶液與碳納米管分散液或石墨烯分散液通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法制備的復(fù)合敏感膜。
[0012]進(jìn)一步地，所述有機(jī)聚合物敏感材料包括對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料和對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料。
[0013]進(jìn)一步地，所述對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料為聚吡咯烷酮(PVP)、聚3-己基噻吩(P3HT)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)、聚環(huán)氧乙烷(ΡΕ0)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚乙撐二氧噻吩(PEDT);所述對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料為聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酰胺(PAM)、N-異丙基丙烯酰胺(C6H11N0)、N-乙烯基己內(nèi)酰胺(C8H13N0)或三乙醇胺(C6H15N03)。
[0014]進(jìn)一步地，所述碳納米管分散液為單壁碳納米管分散液或多壁碳納米管分散液，所述石墨烯分散液為形態(tài)為量子點(diǎn)、納米片、納米盤或納米線的石墨烯分散液。
[0015]一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其特征在于，步驟為:
步驟一:清洗
首先使用去離子水沖洗石英晶體微天平(QCM)基片表面、上金屬電極表面和下金屬電極表面，去除表面附著的雜物顆粒；
其次將石英晶體微天平(QCM)基片、上金屬電極和下金屬電極放入有機(jī)溶劑中超聲清洗，去除表面附著的有機(jī)污染物；
最后氮?dú)獯蹈墒⒕w微天平(QCM)基片、上金屬電極和下金屬電極；
步驟二:配制溶液
室溫條件下，量取一定量的碳納米管分散液或石墨烯分散液，稀釋至一定濃度，經(jīng)超聲處理后備用；
室溫條件下，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液A，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液B，溶液A和溶液B分別經(jīng)超聲處理后備用；
步驟三:混合溶液選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液或石墨烯分散液溶液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液A按照一定體積比進(jìn)行混合，且輔以攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液A ;選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液或石墨烯分散液溶液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液B按照一定體積比進(jìn)行混合，且輔以攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液B ；步驟四:沉積甲醛敏感薄膜
選用步驟三中得到的混合溶液A或混合溶液B通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法分別在上金屬電極、下金屬電極上沉積具有不同吸附作用的甲醛敏感薄膜，并真空烘干沉積有甲醛敏感薄膜的上金屬電極、下金屬電極。
[0016]進(jìn)一步地，步驟二中，碳納米管分散液或石墨烯分散液稀釋后碳納米管或石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.lwt%至0.5wt%,并超聲處理15min至30min ;所配制的溶液A的濃度為lmg/ml至5mg/ml,所配制的溶液B的濃度為lmg/ml至5mg/ml,配制溶液A時(shí)所采用的溶劑為去離子水、丙酮、乙醇或異丙醇，配制溶液B時(shí)所采用的溶劑為去離子水、丙酮、乙醇或異丙醇。
[0017]進(jìn)一步地，步驟三中，混合溶液時(shí)，碳納米管分散液或石墨烯分散液溶液與溶液A、溶液B的體積比均為1:1至3:1,超聲處理的時(shí)間均為30min至60min。
[0018]進(jìn)一步地，步驟四中，沉積有甲醛敏感薄膜的上金屬電極、下金屬電極在60°C至80°c的真空條件下烘干24h至48h，真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片的基礎(chǔ)頻率的變化范圍為100Hz至10000Hz。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
本
【發(fā)明內(nèi)容】
提供的制備方法簡(jiǎn)便易行、成本低；利用此方法制備的QCM甲醛氣體傳感器，由于利用了具有化學(xué)吸附作用的敏感膜與甲醛分子間的親核加成反應(yīng)，可大大提高靈敏度，同時(shí)利用了具有物理吸附作用的敏感膜與甲醛分子間的快速吸附/脫附特性，縮短了傳感器的響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間；此外，復(fù)合敏感膜中的碳納米管或石墨烯具有良好的支撐作用可增強(qiáng)復(fù)合膜體系結(jié)構(gòu)，增大比表面積和高孔隙率，進(jìn)一步提高了傳感器的響應(yīng)特性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，為實(shí)現(xiàn)室溫條件下快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)甲醛提供了新的技術(shù)途徑。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為PEI/MWCNTs復(fù)合膜的掃描電鏡(SEM)圖；
圖3為PVP/MWCNTs復(fù)合膜的SEM圖；
圖4為QCM傳感器測(cè)試裝置圖；
圖5為QCM傳感器對(duì)甲醛氣體的響應(yīng)特性圖；
其中，附圖標(biāo)記為:I一石英晶體微天平(QCM)基片、2—上金屬電極、3—下金屬電極、4 一甲醛敏感薄膜。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例一
一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，包括石英晶體微天平(QCM)基片1，所述石英晶體微天平(QCM)基片I中采用的石英晶體微天平(QCM)為AT切向型石英晶體片，所述石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率為3MHz至15MHz。所述石英晶體微天平(QCM)基片I的上表面上設(shè)有上金屬電極2，所述石英晶體微天平(QCM)基片I的下表面上設(shè)有下金屬電極3,所述上金屬電極2和下金屬電極3均為金或銀電極中的一種，本實(shí)施例中，上金屬電極2為金電極，下金屬電極3為銀電極，當(dāng)然，也可以是上金屬電極2為銀電極，下金屬電極3為金電極。在上金屬電極2、下金屬電極3的一表面上均設(shè)有具有物理吸附作用或化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4，且上金屬電極2的甲醛敏感薄膜4的吸附作用與下金屬電極3的甲醛敏感薄膜4的吸附作用不同，即:若上金屬電極2的甲醛敏感薄膜4為具有物理吸附作用的甲醛敏感薄膜4，則下金屬電極3的甲醛敏感薄膜4為具有化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4 ;若上金屬電極2的甲醛敏感薄膜4為具有化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4，則下金屬電極3的甲醛敏感薄膜4為具有物理吸附作用的甲醛敏感薄膜4。所述上金屬電極2、下金屬電極3上設(shè)有甲醛敏感薄膜4的表面為上金屬電極2、下金屬電極3上遠(yuǎn)離石英晶體微天平(QCM)基片I 一側(cè)的表面，本實(shí)施例中，上金屬電極2上遠(yuǎn)離石英晶體微天平(QCM)基片I 一側(cè)的表面上設(shè)有具有物理吸附作用的甲醛敏感薄膜4，下金屬電極3上遠(yuǎn)離石英晶體微天平(QCM)基片I 一側(cè)的表面上設(shè)有具有化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4。
[0022]實(shí)施例二
一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，包括石英晶體微天平(QCM)基片1，所述石英晶體微天平(QCM)基片I中采用的石英晶體微天平(QCM)為AT切向型石英晶體片，所述石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率為3MHz至15MHz。所述石英晶體微天平(QCM)基片I的上表面上設(shè)有上金屬電極2，所述石英晶體微天平(QCM)基片I的下表面上設(shè)有下金屬電極3,所述上金屬電極2和下金屬電極3均為金或銀電極中的一種,本實(shí)施例中，上金屬電極2、下金屬電極3均為金電極，當(dāng)然，也可以是上金屬電極2、下金屬電極3均為銀電極。在上金屬電極2、下金屬電極3的一表面上均設(shè)有具有物理吸附作用或化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4，且上金屬電極2的甲醛敏感薄膜4的吸附作用與下金屬電極3的甲醛敏感薄膜4的吸附作用不同，即:若上金屬電極2的甲醛敏感薄膜4為具有物理吸附作用的甲醛敏感薄膜4，則下金屬電極3的甲醛敏感薄膜4為具有化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4 ;若上金屬電極2的甲醛敏感薄膜4為具有化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4，則下金屬電極3的甲醛敏感薄膜4為具有物理吸附作用的甲醛敏感薄膜4。所述上金屬電極2、下金屬電極3上設(shè)有甲醛敏感薄膜4的表面為上金屬電極2、下金屬電極3上遠(yuǎn)離石英晶體微天平(QCM)基片I 一側(cè)的表面，本實(shí)施例中，上金屬電極2上遠(yuǎn)離石英晶體微天平(QCM)基片I 一側(cè)的表面上設(shè)有具有化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜4，下金屬電極3上遠(yuǎn)離石英晶體微天平(QCM)基片I 一側(cè)的表面上設(shè)有具有物理吸附作用的甲醛敏感薄膜4。
[0023]實(shí)施例三
在實(shí)施例一或?qū)嵤├幕A(chǔ)上，所述甲醛敏感薄膜4主要由有機(jī)聚合物敏感材料配制的溶液與石墨烯分散液制成。所述甲醛敏感薄膜4是由有機(jī)聚合物敏感材料配制的溶液與石墨烯分散液通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法制備的復(fù)合敏感膜，本實(shí)施例中的方法采用氣噴的方法制備復(fù)合敏感膜。所述有機(jī)聚合物敏感材料包括對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料和對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料兩種材料，所述對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料為聚吡咯烷酮(PVP)、聚3-己基噻吩(P3HT)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)、聚環(huán)氧乙烷(ΡΕ0)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚乙撐二氧噻吩(PEDT);所述對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料為聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酰胺(PAM)、N-異丙基丙烯酰胺(C6H11N0)、N-乙烯基己內(nèi)酰胺(C8H13N0)或三乙醇胺(C6H15N03)，聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酰胺(PAM)、N-異丙基丙烯酰胺(C6H11N0)、N-乙烯基己內(nèi)酰胺(C8H13N0)或三乙醇胺(C6H15N03)均為帶伯胺官能團(tuán)的有機(jī)材料，該幾種材料中伯胺基團(tuán)與甲醛分子發(fā)生可逆的親核加成反應(yīng)，生成Schiff堿。所述石墨烯分散液是形態(tài)為量子點(diǎn)、納米片、納米帶、納米線等形態(tài)的分散液，本實(shí)施例中，石墨烯分散液的形態(tài)為量子點(diǎn)，當(dāng)然石墨烯分散液的形態(tài)也可采用納米片、納米帶、納米線等形態(tài)。
[0024]實(shí)施例四
在實(shí)施例一或?qū)嵤├幕A(chǔ)上，所述甲醛敏感薄膜4主要由有機(jī)聚合物敏感材料配制的溶液與碳納米管分散液制成。所述甲醛敏感薄膜4是由有機(jī)聚合物敏感材料配制的溶液與碳納米管分散液通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法制備的復(fù)合敏感膜，本實(shí)施例中的方法采用點(diǎn)涂的方法制備復(fù)合敏感膜，當(dāng)然也可采用噴墨打印的方法制備的復(fù)合敏感膜。所述有機(jī)聚合物敏感材料包括對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料和對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料兩種材料，所述對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料為聚吡咯烷酮(PVP)、聚3-己基噻吩(P3HT)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)、聚環(huán)氧乙烷(ΡΕ0)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚乙撐二氧噻吩(PEDT);所述對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料為聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酰胺(PAM)、N-異丙基丙烯酰胺(C6H11N0)、N-乙烯基己內(nèi)酰胺(C8H13N0)或三乙醇胺(C6H15N03)，聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酰胺(PAM)、N-異丙基丙烯酰胺(C6H11N0)、N-乙烯基己內(nèi)酰胺(C8H13N0)或三乙醇胺(C6H15N03)均為帶伯胺官能團(tuán)的有機(jī)材料，該幾種材料中伯胺基團(tuán)與甲醛分子發(fā)生可逆的親核加成反應(yīng)，生成SchifT堿。所述碳納米管分散液為單壁碳納米管或多壁碳納米管的分散液，本實(shí)施例中碳納米管分散液為單壁碳納米管的分散液，當(dāng)然碳納米管分散液也可采用多壁碳納米管的分散液。
[0025]實(shí)施例五
一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其步驟為:
步驟一:清洗
此步驟的清洗主要是對(duì)石英晶體微天平(QCM)基片I的表面、上金屬電極2的表面和下金屬電極3的表面進(jìn)行清洗，清洗步驟為:首先使用去離子水沖洗石英晶體微天平(QCM)基片I表面、上金屬電極2表面和下金屬電極3表面，去除表面附著的雜物顆粒；其次將石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3放入有機(jī)溶劑中超聲清洗，去除表面附著的有機(jī)污染物；最后氮?dú)獯蹈墒⒕w微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3 ;
本實(shí)施例中，所述的有機(jī)溶劑為乙醇和丙酮，清洗時(shí)，石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3均先通過(guò)乙醇進(jìn)行第一次超聲清洗，然后再都經(jīng)過(guò)丙酮進(jìn)行第二次超聲清洗，其超聲清洗的時(shí)間為lOmin，超聲清洗所采用的超聲頻率為30Hz。在清洗時(shí)，石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3可進(jìn)行同時(shí)清洗，也可依序進(jìn)行清洗。
[0026]步驟二:配制溶液
室溫條件下，量取一定量的碳納米管分散液，稀釋至一定濃度，經(jīng)超聲處理后備用；所述的“稀釋至一定濃度”是指碳納米管分散液稀釋后碳納米管的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1#%至0.5wt%。所述碳納米管分散液為單壁碳納米管的分散液或多壁碳納米管的分散液。
[0027]室溫條件下，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液A，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液B，溶液A和溶液B分別經(jīng)超聲處理后備用；
本實(shí)施例中，該碳納米管分散液為單壁碳納米管的分散液，碳納米管分散液的濃度稀釋后碳納米管分散液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.lwt%，并超聲處理15min ;所配制的溶液A的濃度為lmg/ml,所配制的溶液B的濃度為lmg/ml,配制溶液A時(shí)所采用的溶劑為去離子水,配制溶液B時(shí)所采用的溶劑為丙酮。
[0028]步驟三:混合溶液
選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液A按照一定體積比進(jìn)行混合，在混合過(guò)程中攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液A ;選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液B按照一定體積比進(jìn)行混合，在混合過(guò)程中攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液B ；
本實(shí)施例中，混合溶液時(shí)，碳納米管分散液與溶液A的體積比為1:1，碳納米管分散液與溶液B的體積比為1:1，超聲處理的時(shí)間均為30min。
[0029]步驟四:沉積甲醛敏感薄膜4
選用步驟三中得到的混合溶液A或混合溶液B通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法分別在上金屬電極2、下金屬電極3上沉積具有不同吸附作用的甲醛敏感薄膜4，并真空烘干。真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率的變化范圍為100Hz至10000Hz，由于在石英晶體微天平(QCM)基片I的電極上甲醛敏感薄膜4后只會(huì)導(dǎo)致石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率在原始基礎(chǔ)頻率上降低，因而真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率的為2.99MHz至14.99MHz。
[0030]本實(shí)施例中，在沉積甲醛敏感薄膜4時(shí)，上金屬電極2選用混合溶液A，下金屬電極3選用混合溶液B ;且上金屬電極2、下金屬電極3均在60°C的真空條件下烘干24h，真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率降低1000Hz。
[0031]實(shí)施例六
一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其步驟為:
步驟一:清洗
此步驟的清洗主要是對(duì)石英晶體微天平(QCM)基片I的表面、上金屬電極2的表面和下金屬電極3的表面進(jìn)行清洗，清洗步驟為:首先使用去離子水沖洗石英晶體微天平(QCM)基片I表面、上金屬電極2表面和下金屬電極3表面，去除表面附著的雜物顆粒；其次將石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3放入有機(jī)溶劑中超聲清洗，去除表面附著的有機(jī)污染物；最后氮?dú)獯蹈墒⒕w微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3 ;
本實(shí)施例中，所述的有機(jī)溶劑為乙醇和丙酮，清洗時(shí)，石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3均先通過(guò)乙醇進(jìn)行第一次超聲清洗，然后再都經(jīng)過(guò)丙酮進(jìn)行第二次超聲清洗，其超聲清洗的時(shí)間為15min，超聲清洗所采用的超聲頻率為40Hz。在清洗時(shí)，石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3可進(jìn)行同時(shí)清洗，也可依序進(jìn)行清洗
步驟二:配制溶液
室溫條件下，量取一定量的碳納米管分散液，稀釋至一定濃度，經(jīng)超聲處理后備用；所述的“稀釋至一定濃度”是指碳納米管分散液稀釋后碳納米管的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1#%至
0.5wt% ;所述碳納米管分散液為單壁碳納米管的分散液或多壁碳納米管的分散液
室溫條件下，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液A，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液B，溶液A和溶液B分別經(jīng)超聲處理后備用；
本實(shí)施例中，所述碳納米管分散液為多壁碳納米管的分散液，碳納米管分散液或石墨烯分散液的濃度稀釋后碳納米管分散液或石墨烯分散液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3wt%，并超聲處理22min ;所配制的溶液A的濃度為3mg/ml,所配制的溶液B的濃度為3mg/ml,配制溶液A時(shí)所采用的溶劑為乙醇，配制溶液B時(shí)所采用的溶劑為乙醇。
[0032]步驟三:混合溶液
選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液A按照一定體積比進(jìn)行混合，在混合過(guò)程中攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液A ;選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液B按照一定體積比進(jìn)行混合，在混合過(guò)程中攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液B ；
本實(shí)施例中，混合溶液時(shí)，碳納米管分散液與溶液A的體積比為2:1，碳納米管分散液與溶液B的體積比為2:1，超聲處理的時(shí)間均為45min。
[0033]步驟四:沉積甲醛敏感薄膜4
選用步驟三中得到的混合溶液A或混合溶液B通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法分別在上金屬電極2、下金屬電極3上沉積具有不同吸附作用的甲醛敏感薄膜4，并真空烘干。真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率的變化范圍為100Hz至10000Hz，由于在石英晶體微天平(QCM)基片I的電極上甲醛敏感薄膜4后只會(huì)導(dǎo)致石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率在原始基礎(chǔ)頻率上降低，因而真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率的為2.99MHz至14.99MHz。
[0034]本實(shí)施例中，在沉積甲醛敏感薄膜4時(shí)，上金屬電極2選用混合溶液A，下金屬電極3選用混合溶液B ;且上金屬電極2、下金屬電極3均在70°C的真空條件下烘干36h，真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率降低3000Hz。
[0035]實(shí)施例七
一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其步驟為:
步驟一:清洗
此步驟的清洗主要是對(duì)石英晶體微天平(QCM)基片I的表面、上金屬電極2的表面和下金屬電極3的表面進(jìn)行清洗，清洗步驟為:首先使用去離子水沖洗石英晶體微天平(QCM)基片I表面、上金屬電極2表面和下金屬電極3表面，去除表面附著的雜物顆粒；其次將石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3放入有機(jī)溶劑中超聲清洗，去除表面附著的有機(jī)污染物；最后氮?dú)獯蹈墒⒕w微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極；
本實(shí)施例中，所述的有機(jī)溶劑為乙醇和丙酮，清洗時(shí)，石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3均先通過(guò)乙醇進(jìn)行第一次超聲清洗，然后再都經(jīng)過(guò)丙酮進(jìn)行第二次超聲清洗，其超聲清洗的時(shí)間為20min，超聲清洗所采用的超聲頻率為50Hz。在清洗時(shí)，石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3可進(jìn)行同時(shí)清洗，也可依序進(jìn)行清洗。
[0036]步驟二:配制溶液
室溫條件下，量取一定量的石墨烯分散液，稀釋至一定濃度，經(jīng)超聲處理后備用；所述的“稀釋至一定濃度”是指石墨烯分散液稀釋后石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.lwt%至0.5wt% ;所述石墨烯分散液為形態(tài)為量子點(diǎn)、納米片、納米盤或納米線的石墨烯分散液。
[0037]室溫條件下，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液A，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液B，溶液A和溶液B分別經(jīng)超聲處理后備用；
本實(shí)施例中，所述石墨烯分散液為形態(tài)為量子點(diǎn)的石墨烯分散液，石墨烯分散液稀釋后石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5wt%,并超聲處理30min ;所配制的溶液A的濃度為5mg/ml,所配制的溶液B的濃度為5mg/ml,配制溶液A時(shí)所采用的溶劑為異丙醇,配制溶液B時(shí)所采用的溶劑為異丙醇。
[0038]步驟三:混合溶液
選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液A按照一定體積比進(jìn)行混合，在混合過(guò)程中攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液A ;選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液B按照一定體積比進(jìn)行混合，在混合過(guò)程中攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液B ；
本實(shí)施例中，混合溶液時(shí)，碳納米管分散液與溶液A的體積比為3:1，碳納米管分散液與溶液B的體積比為3:1，超聲處理的時(shí)間均為60min。
[0039]步驟四:沉積甲醛敏感薄膜4
選用步驟三中得到的混合溶液A或混合溶液B通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法分別在上金屬電極2、下金屬電極上沉積具有不同吸附作用的甲醛敏感薄膜4，并真空烘干。真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率的變化范圍為1000Hz至10000Hz，由于在石英晶體微天平(QCM)基片I的電極上甲醛敏感薄膜4后只會(huì)導(dǎo)致石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率在原始基礎(chǔ)頻率上降低，因而真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率的為2.99MHz至14.99MHz。
[0040]本實(shí)施例中，在沉積甲醛敏感薄膜4時(shí)，上金屬電極2選用混合溶液B，下金屬電極選用混合溶液A ;且上金屬電極2、下金屬電極均在80°C的真空條件下烘干48h，真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率降低7000Hz。
[0041]實(shí)施例八
一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其步驟為:
步驟一:清洗
此步驟的清洗主要是對(duì)石英晶體微天平(QCM)基片I的表面、上金屬電極2的表面和下金屬電極3的表面進(jìn)行清洗，清洗步驟為:首先使用去離子水沖洗石英晶體微天平(QCM)基片I表面、上金屬電極2表面和下金屬電極3表面，去除表面附著的雜物顆粒；其次將石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3放入有機(jī)溶劑中超聲清洗，去除表面附著的有機(jī)污染物；最后氮?dú)獯蹈墒⒕w微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極；
本實(shí)施例中，所述的有機(jī)溶劑為乙醇和丙酮，清洗時(shí)，石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3均先通過(guò)乙醇進(jìn)行第一次超聲清洗，然后再都經(jīng)過(guò)丙酮進(jìn)行第二次超聲清洗，其超聲清洗的時(shí)間為20min，超聲清洗所采用的超聲頻率為50Hz。在清洗時(shí)，石英晶體微天平(QCM)基片1、上金屬電極2和下金屬電極3可進(jìn)行同時(shí)清洗，也可依序進(jìn)行清洗。
[0042]步驟二:配制溶液
室溫條件下，量取一定量的石墨烯分散液，稀釋至一定濃度，經(jīng)超聲處理后備用；所述的“稀釋至一定濃度”是指石墨烯分散液稀釋后石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.lwt%至0.5wt% ;所述石墨烯分散液為形態(tài)為量子點(diǎn)、納米片、納米盤或納米線的石墨烯分散液。
[0043]室溫條件下，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液A，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液B，溶液A和溶液B分別經(jīng)超聲處理后備用；
本實(shí)施例中，所述石墨烯分散液為形態(tài)為納米盤的石墨烯分散液，石墨烯分散液稀釋后石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5wt%,并超聲處理30min ;所配制的溶液A的濃度為5mg/ml,所配制的溶液B的濃度為5mg/ml,配制溶液A時(shí)所采用的溶劑為異丙醇,配制溶液B時(shí)所采用的溶劑為異丙醇。
[0044]步驟三:混合溶液
選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液A按照一定體積比進(jìn)行混合，在混合過(guò)程中攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液A ;選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液B按照一定體積比進(jìn)行混合，在混合過(guò)程中攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液B ；
本實(shí)施例中，混合溶液時(shí)，碳納米管分散液與溶液A的體積比為3:1，碳納米管分散液與溶液B的體積比為3:1，超聲處理的時(shí)間均為60min。
[0045]步驟四:沉積甲醛敏感薄膜4
選用步驟三中得到的混合溶液A或混合溶液B通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法分別在上金屬電極2、下金屬電極上沉積具有不同吸附作用的甲醛敏感薄膜4，并真空烘干。真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率的變化范圍為1000Hz至10000Hz，由于在石英晶體微天平(QCM)基片I的電極上甲醛敏感薄膜4后只會(huì)導(dǎo)致石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率在原始基礎(chǔ)頻率上降低，因而真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率的為2.99MHz至14.99MHz。
[0046]本實(shí)施例中，在沉積甲醛敏感薄膜4時(shí)，上金屬電極2選用混合溶液B，下金屬電極選用混合溶液A ;且上金屬電極2、下金屬電極均在80°C的真空條件下烘干48h，真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片I的基礎(chǔ)頻率降低10000Hz。
[0047]本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，其特征在于:包括石英晶體微天平(QCM)基片(1)，所述石英晶體微天平(QCM)基片(I)的上表面上設(shè)有上金屬電極(2)，石英晶體微天平(QCM)基片(I)的下表面上設(shè)有下金屬電極(3)，所述上金屬電極(2)、下金屬電極(3)上遠(yuǎn)離石英晶體微天平(QCM)基片(I) 一側(cè)的表面上均設(shè)有具有物理吸附作用或化學(xué)吸附作用的甲醛敏感薄膜(4)，上金屬電極(2)的甲醛敏感薄膜(4)的吸附作用與下金屬電極(3)的甲醛敏感薄膜(4)的吸附作用不同。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，其特征在于:所述石英晶體微天平(QCM)基片(I)為AT切向型石英晶體片，上金屬電極(2)為金或銀電極，下金屬電極(3)為金或銀電極，石英晶體微天平(QCM)基片(I)的基礎(chǔ)頻率為3MHz至15MHz ο
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，其特征在于:所述甲醛敏感薄膜(4 )是由有機(jī)聚合物敏感材料配制的溶液與碳納米管分散液或石墨烯分散液通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法制備的復(fù)合敏感膜。
4.如權(quán)利要求3所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，其特征在于:所述有機(jī)聚合物敏感材料包括對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料和對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料。
5.如權(quán)利要求4所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，其特征在于:所述對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料為聚吡咯烷酮(PVP)、聚3-己基噻吩(P3HT)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)、聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚乙撐二氧噻吩(PEDT )；所述對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料為聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酰胺(PAM)、N-異丙基丙烯酰胺(C6H11N0)、N-乙烯基己內(nèi)酰胺(C8H13N0)或三乙醇胺(C6H15N03)。
6.如權(quán)利要求3所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器，其特征在于:所述碳納米管分散液為單壁碳納米管分散液或多壁碳納米管分散液，所述石墨烯分散液為形態(tài)為量子點(diǎn)、納米片、納米盤或納米線的石墨烯分散液。
7.如權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其特征在于，步驟為: 步驟一:清洗 首先使用去離子水沖洗石英晶體微天平(QCM)基片(I)表面、上金屬電極(2)表面和下金屬電極(3)表面，去除表面附著的雜物顆粒； 其次將石英晶體微天平(QCM)基片(I)、上金屬電極(2)和下金屬電極(3)放入有機(jī)溶劑中超聲清洗，去除表面附著的有機(jī)污染物； 最后氮?dú)獯蹈墒⒕w微天平(QCM)基片(I)、上金屬電極(2)和下金屬電極(3); 步驟二:配制溶液 室溫條件下，量取一定量的碳納米管分散液或石墨烯分散液，稀釋至一定濃度，經(jīng)超聲處理后備用； 室溫條件下，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有物理吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液A，稱取一定量的對(duì)甲醛氣體具有化學(xué)吸附作用的聚合物敏感材料配制成一定濃度的溶液B，溶液A和溶液B分別經(jīng)超聲處理后備用； 步驟三:混合溶液 選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液或石墨烯分散液溶液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液A按照一定體積比進(jìn)行混合，且輔以攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液A ;選用步驟二中經(jīng)超聲處理后的碳納米管分散液或石墨烯分散液溶液與步驟二中經(jīng)超聲處理后的溶液B按照一定體積比進(jìn)行混合，且輔以攪拌和超聲處理形成均勻的混合溶液B ； 步驟四:沉積甲醛敏感薄膜 選用步驟三中得到的混合溶液A或混合溶液B通過(guò)氣噴、點(diǎn)涂或噴墨打印的方法分別在上金屬電極(2)、下金屬電極(3)上沉積具有不同吸附作用的甲醛敏感薄膜(4)，并真空烘干沉積有甲醛敏感薄膜(4)的上金屬電極(2)、下金屬電極(3)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其特征在于:步驟二中，碳納米管分散液或石墨烯分散液稀釋后碳納米管或石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.lwt%至0.5wt%,并超聲處理15min至30min ;所配制的溶液A的濃度為lmg/ml至5mg/ml,所配制的溶液B的濃度為lmg/ml至5mg/ml,配制溶液A時(shí)所采用的溶劑為去離子水、丙酮、乙醇或異丙醇，配制溶液B時(shí)所采用的溶劑為去離子水、丙酮、乙醇或異丙醇。
9.如權(quán)利要求7所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其特征在于:步驟三中，混合溶液時(shí)，碳納米管分散液或石墨烯分散液溶液與溶液A、溶液B的體積比均為1:1至3:1，超聲處理的時(shí)間均為30min至60min。
10.如權(quán)利要求7所述的一種具有化學(xué)物理吸附效應(yīng)的QCM甲醛傳感器的制備方法，其特征在于:步驟四中，沉積有甲醛敏感薄膜(4)的上金屬電極(2)、下金屬電極(3)在60°C至80°C的真空條件下烘干24h至48h，真空烘干后石英晶體微天平(QCM)基片(I)的基礎(chǔ)頻率的變化范圍為100Hz至10000Hz。
【文檔編號(hào)】G01N5/02GK104198321SQ201410443996
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】太惠玲, 何應(yīng)飛, 徐曉穎, 蔣亞?wèn)|, 杜曉松, 謝光忠 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)