CN103033539A - 在常温下检测气体的基于柔性衬底的敏感膜的制备方法 - Google Patents

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李冬梅
詹爽
梁圣法
陈鑫
李小静
张�浩
罗庆
谢常青
刘明
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Abstract

本发明公开了一种制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，包括：选取一柔性衬底，并清洗该柔性衬底；在该柔性衬底表面涂敷一层光刻胶，对该光刻胶进行光刻显影，在该柔性衬底表面形成电极图形；在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au；剥离该柔性衬底上的光刻胶及光刻胶上沉积的Cr和Au，形成Au电极；以及在已形成Au电极的该柔性衬底上沉积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜。本发明通过在Cr、Au薄膜上淀积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜，以此在常温下检测低浓度的乙醇气体，通过采用在溶液中进行Ag掺杂，实现了Ag与SnO2的均匀混合，操作工艺简单。另外，Ag的掺杂还提高了SnO2材料在常温下对乙醇气体的响应，同时还实现了在柔性衬底上的可操作性。

Description

在常温下检测气体的基于柔性衬底的敏感膜的制备方法
技术领域
本发明涉及气体传感器敏感膜制备技术领域，特别是一种在常温下检测醇类(甲醇、乙醇、异丙醇等)气体的基于柔性衬底的掺杂Ag的SnO2敏感膜的制备方法。
背景技术
随着时代的发展，科技的进步和人类生活的需要。近几年，传感器的发展面临着巨大的挑战，制造出一种轻便、廉价、可大面积制造的传感器势在必行。基于柔性衬底的气体传感器由于其柔韧性等种种优点而使很多问题得到根本性的改善，从而使其具有更加广阔的应用前景。
目前，酒驾和食品安全成为全社会人民关注的焦点，精确检测乙醇浓度在交通安全及食品行业都具有十分重要的意义，因此，制备一种对乙醇敏感的传感器膜材料成为一项非常重要的任务。
SnO2是一种常用的检测乙醇的敏感材料，用SnO2作为敏感材料检测乙醇气体往往是在较高的工作温度下进行的，然而，基于柔性衬底的传感器，柔性衬底的耐热性比较差，不适合高温工作环境，因此，需要在这种优良的敏感材料基础上做改善，使之在常温下能较好的工作。Ag掺杂的SnO2材料，Ag的加入提高了SnO2在常温下对被测气体的响应。
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一种基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的制备方法。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，包括：选取一柔性衬底，并清洗该柔性衬底；在该柔性衬底表面涂敷一层光刻胶，对该光刻胶进行光刻显影，在该柔性衬底表面形成电极图形；在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au；剥离该柔性衬底上的光刻胶及光刻胶上沉积的Cr和Au，形成Au电极；以及在已形成Au电极的该柔性衬底上沉积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜。
上述方案中，所述柔性衬底是PI或PET衬底。
上述方案中，所述在该柔性衬底表面涂敷一层光刻胶的步骤中，所述光刻胶为9920正胶。
上述方案中，所述在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au的步骤中，是采用电子束蒸发技术在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au。
上述方案中，所述在已形成Au电极的该柔性衬底上沉积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜的步骤中，是采用浸涂、喷印或丝网印刷等方法在已沉积Cr和Au的该柔性衬底上沉积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜。
上述方案中，所述Ag掺杂采用的是在溶液中直接掺杂的方法，向AgNO3溶液中加入NaBH4溶液，十二烷基硫酸钠做为表面活性剂，通过NaBH4与AgNO3的还原反应形成Ag的溶液，然后向此溶液中加入SnO2混合，一方面使Ag与SnO2的混合更均匀，另一方面通过Ag的掺杂来提高SnO2在常温下对被测气体的响应。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的这种制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，通过在Au电极上淀积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜，以此在常温下检测低浓度的乙醇气体。
2、本发明提供的这种制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，Ag的掺杂是通过向AgNO3溶液中加入NaBH4溶液做为还原剂，十二烷基硫酸钠做为表面活性剂来实现的。
3、本发明提供的这种制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，通过采用在溶液中进行Ag掺杂的方法，实现了Ag与SnO2的均匀混合，操作工艺简单。除此之外，Ag的掺杂还提高了SnO2材料在常温下对乙醇气体的响应，同时还实现了在柔性衬底上的可操作性。
附图说明
为了更进一步说明本发明的内容，以下结合附图及实施例子，对本发明做详细描述，其中：
图1是本发明提供的制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法流程图。
图2是依照本发明实施例的选取的柔性衬底的示意图。
图3是依照本发明实施例的对柔性衬底进行涂胶并光刻显影后的示意图。
图4是依照本发明实施例的在柔性衬底上依次沉积Cr和Au后的示意图。
图5是依照本发明实施例的剥离柔性衬底上的光刻胶及光刻胶上沉积的Cr和Au后的示意图。
图6是依照本发明实施例的在剥离后的柔性衬底上淀积掺杂Ag的SnO2敏感膜后的示意图。
具体实施方式
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，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1是本发明提供的制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤1：选取一柔性衬底，并清洗该柔性衬底；其中，所述柔性衬底是PI或PET等柔性衬底，轻便，廉价，柔韧，易弯曲，其目的在于降低成本，便于应用。图2示出了依照本发明实施例的选取的柔性衬底的示意图。
步骤2：在该柔性衬底表面涂敷一层光刻胶，对该光刻胶进行光刻显影，在该柔性衬底表面形成电极图形；其中，所述光刻胶为9920正胶。图3示出了依照本发明实施例的对柔性衬底进行涂胶并光刻显影后的示意图。
步骤3：采用电子束蒸发技术在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au。图4示出了依照本发明实施例的在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au后的示意图。
步骤4：剥离该柔性衬底上的光刻胶及光刻胶上沉积的Cr和Au，形成Au电极；图5示出了依照本发明实施例的剥离该柔性衬底上的光刻胶及光刻胶上沉积的Cr和Au后形成Au电极的示意图。
步骤5：在已形成Au电极的该柔性衬底上采用浸涂、喷印或丝网印刷等方法沉积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜，其中，所述Ag掺杂采用的是在溶液中直接掺杂的方法，向AgNO3溶液中加入NaBH4溶液，十二烷基硫酸钠做为表面活性剂，通过NaBH4与AgNO3的还原反应形成Ag的溶液，然后向此溶液中加入SnO2混合，一方面使Ag与SnO2的混合更均匀，另一方面通过Ag的掺杂来提高SnO2在常温下对被测气体的响应。
图6示出了依照本发明实施例的在剥离后的柔性衬底上淀积掺杂Ag的SnO2敏感膜后的示意图。
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一步详细说明，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。

Claims (6)

1.一种制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，其特征在于，包括：
选取一柔性衬底，并清洗该柔性衬底；
在该柔性衬底表面涂敷一层光刻胶，对该光刻胶进行光刻显影，在该柔性衬底表面形成电极图形；
在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au；
剥离该柔性衬底上的光刻胶及光刻胶上沉积的Cr和Au，形成Au电极；以及
在已形成Au电极的该柔性衬底上沉积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜。
2.根据权利要求1所述的制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，其特征在于，所述柔性衬底是PI或PET衬底。
3.根据权利要求1所述的制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，其特征在于，所述在该柔性衬底表面涂敷一层光刻胶的步骤中，所述光刻胶为9920正胶。
4.根据权利要求1所述的制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，其特征在于，所述在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au的步骤中，是采用电子束蒸发技术在表面具有光刻胶及电极图形的柔性衬底上依次沉积Cr和Au。
5.根据权利要求1所述的制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，其特征在于，所述在已形成Au电极的该柔性衬底上沉积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜的步骤中，是采用浸涂、喷印或丝网印刷方法在已形成Au电极的该柔性衬底上沉积一层掺杂Ag的SnO2敏感膜。
6.根据权利要求5所述的制备基于柔性衬底的在常温下检测气体的敏感膜材料的方法，其特征在于，所述Ag掺杂采用的是在溶液中直接掺杂的方法，向AgNO3溶液中加入NaBH4溶液，十二烷基硫酸钠做为表面活性剂，通过NaBH4与AgNO3的还原反应形成Ag的溶液，然后向此溶液中加入SnO2混合，一方面使Ag与SnO2的混合更均匀，另一方面通过Ag的掺杂来提高SnO2在常温下对被测气体的响应。
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