CN104746177A - 一种铌酸钠纳米纤维材料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铌酸钠纳米纤维材料，按重量份计包括以下原料：无水醋酸钠0.3～0.5份、乙二醇甲醚4～6份、冰乙酸0.8～0.16份、乙酰丙酮1～2份、乙醇铌1份、聚乙烯吡咯烷酮0.1～0.9份。还公开了该铌酸钠纳米纤维材料作为制备湿度传感元件的用途。本发明将铌酸钠纳米纤维用于组建湿度敏感元件，可保证元件具有较高的灵敏度和选择性；静电纺丝方法制备的纳米纤维长径比高，通过烧结处理可实现纳米纤维的晶化，设备及制备工艺简单，成本低廉，可用于元件的批量生产；元件良好的湿敏特性，灵敏度高响应快，使其在湿度传感领域有广阔的应用前景。

Description

一种铌酸钠纳米纤维材料及其应用

技术领域

本发明属于无机纳米功能材料及湿度传感器技术领域，具体涉及一种铌酸钠纳米纤维材料及其应用。

背景技术

湿度传感器广泛应用于农业、工业、生物医疗和人类活动等方面.随着现代化的发展，社会生产和某些应用领域对湿度监控的要求越来越高。因此，高灵敏，快速响应，重复性好的湿度传感器引起了极大地注意。现在，常用的湿度传感器主要分为电容型和电阻型，其主要原理是水分子吸附到材料表面时，他们的阻抗或者介电常数发生变化。与电容型湿度传感器相比，电阻型湿度传感器长期稳定性好，价格低廉，容易实现大批量生产等，最为重要的是，它简单的结构利于小型化和集成化。

传统的电阻型材料可以大致分为离子传导型，有机物型和陶瓷材料。前两种由于长期处于高湿时易潮解，所以他们在高湿度工作时长期稳定性和重复性有待提高。陶瓷材料，尤其是多孔材料，虽具有快速响应和灵敏度高等优势，但是还是有待提高。此外，陶瓷材料很难清洗，所以会制约长期使用的效果。而且传统材料的某些大尺寸效应不利于微型化和集成化。

近年来，纳米材料的特殊优势如表面积效应，量子尺寸效应和量子隧道效应引起了广泛的探究。而Si、SnO₂、CuO、TiO₂、CeO₂和WO₃等半导体纳米材料已经成功用于湿敏材料的研究。例华东师范大学Zhu等人研究了ZnO纳米棒和纳米线对湿度的响应，发现ZnO纳米材料的电阻改变了将近四个数量级当湿度达到97％RH时，对湿度表现出了较高的灵敏度。并且具有较快的响应时间，和长期的稳定性，但是湿度传感器应用领域很广，ZnO纳米线对其它的气体也有响应，因此它的选择性还有待提高。(“Zinc oxide nanorod and nanowire forhumidity sensor”，Applied Surface Science.2005；242(1-2):212-7.)近年来铌酸钠(NaNbO₃)作为一种无铅压电材料，吸引了研究者的广泛关注，在存储、压电换能器方面具有极大的潜在应用价值。值得注意的是，NaNbO₃化学稳定性很好，即使暴露在有各种化学物质和气体的环境中，也不容易发生反应，将其作为湿敏材料可以提高传感器的灵敏度和化学稳定性。目前，合成纳米材料的方法有很多。采用静电纺丝技术制备的纳米纤维作为敏感材料，其极高的比表面积有助于提高传感器的灵敏度和响应速度。此外，静电纺丝技术合成工艺简单、重复性好，产量高并可在基片上实现纳米纤维的直接组装。因此，采用静电纺丝制备NaNbO₃纳米材料并构建电阻型湿度传感器，是改善稳定性、提高传感器敏感性能的有效措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铌酸钠纳米纤维材料，本发明还提供了该铌酸钠纳米纤维材料用于制作湿度传感元件的用途，旨在采用静电纺丝技术在刚性衬底上大面积制备铌酸钠纳米纤维，获得一种高湿度灵敏的铌酸钠纳米纤维元件，解决了湿度传感器灵敏度不高和稳定性不够的问题。

本发明具体通过以下技术方案实现：

一种铌酸钠纳米纤维材料，按重量份计包括以下成分：无水醋酸钠0.3～0.5份、乙二醇甲醚4～6份、冰乙酸0.8～0.16份、乙酰丙酮1～2份、乙醇铌1份、聚乙烯吡咯烷酮0.1～0.9份。

优选的，一种铌酸钠纳米纤维材料，按重量份计包括以下成分：无水醋酸钠0.4份、乙二醇甲醚4.8份、冰乙酸1.2份、乙酰丙酮1.4份、乙醇铌1份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份。

本发明所述的铌酸钠纳米纤维材料通过以下方法制备：

1)将0.3～0.5重量份无水醋酸钠溶于2.0～3.0重量份乙二醇甲醚与0.4～0.8重量份冰乙酸混合物中，滴加0.5～1.0重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌9～24h，得到溶液A；

2)在干燥氮气保护下，将1重量份乙醇铌溶于2.0～3.0重量份乙二醇甲醚与0.4～0.8重量份冰乙酸混合物中，加入0.5～1.0重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌5～15h，得到溶液B；

3)在温度60～110℃与干燥氮气的条件下，将溶液A与溶液B按照体积比1:1混合，磁力搅拌50～100min后得到一种均匀铌酸钠溶胶；

4)将0.5～1.5重量份乙烯吡咯烷酮加入陈化后的铌酸钠溶胶，在常温下进行磁力搅拌8～15h，得到铌酸钠电纺前躯体液，采用静电纺丝法制备得到铌酸钠纳米纤维材料。

本发明所述的静电纺丝法制备铌酸钠纳米纤维的具体步骤为：

1)选择氧化铝陶瓷基片，用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗10～40min，在温度40～60℃的空气中烘干20～50min；

2)在温度为25～35℃，湿度低于40％，电压为8-16KV条件下进行静电纺丝；

3)将覆盖纺丝的基片以5℃/min的速率升温至80℃并保温250～350min，升温至350-450℃并保温45～90min，再以5℃/min的速率升温至500～750℃，保温60～100min，获得覆盖铌酸钠纳米纤维的基片。

本发明静电纺丝法过程烧结处理使产物晶化应该理解是固态分子或原子间纯真相互吸引，通过加热使质点获得足够的能量进行迁移，使粉末体产生颗粒黏结，产生强度并导致致密化和再结晶的过程。

本发明还提供了该铌酸钠纳米纤维材料作为制备湿度传感元件的用途。

所述的湿度传感元件通过以下方法制备：

1)金属掩模版的制作：设计叉指电极，叉指电极均匀地重复排布在边长70mm的正方形范围内，相邻叉指电极图案间距不小于2mm；

2)采用标准直流磁控溅射技术，在Ar气氛与80W溅射功率的条件下，将有叉指电极的金属掩模版压在有铌酸钠纳米纤维的氧化铝陶瓷片上，溅射Pt，清除叉指电极区域外的纳米纤维，将有边框的金属对准叉指电极与氧化铝陶瓷片贴紧，溅射一层Pt；

3)利用银浆，将直径0.2mm金丝导线粘贴在两侧的电极连接点，得到铌酸钠湿度传感元件。

所述的溅射Pt沉积厚度为10～100nm。

本发明的有益效果为提供了一种用于制作湿度传感元件的铌酸钠纳米纤维材料，该铌酸钠纳米纤维湿度传感元件在室温下具有很好湿度特性曲线，较高的灵敏度，较快的响应时间和较高的选择性，并且制备简单可实现大批量生产。

附图说明

图1是本发明实施例1,2,3铌酸钠纳米纤维的X射线衍射图谱示意图；

图2是本发明实施例1提供的铌酸钠纳米纤维的SEM图；

图3是本发明实施例2提供的铌酸钠纳米纤维的SEM图；

图4是本发明实施例3提供的铌酸钠纳米纤维的SEM图；

图5是本发明实施例3提供的湿度传感元件对不同湿度的动态响应图；

图6是本发明实施例3提供的铌酸钠湿度传感元件的湿滞特性曲线；

图7是本发明实施例3提供的铌酸钠湿度传感元件的响应恢复时间；

图8是本发明实施例3提供的铌酸钠湿度传感元件的选择性测试结果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。

实施例1

步骤一、铌酸钠前躯体的配制：

将0.4重量份无水醋酸钠溶于2.4重量份乙二醇甲醚与0.6重量份冰乙酸混合物中，然后滴加0.7重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌10h，得到溶液A；

在干燥氮气保护下，在手套箱里将1重量份乙醇铌溶于2.4重量份乙二醇甲醚与0.6重量份冰乙酸混合物中，然后加入0.7重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌11h，得到溶液B；

利用回流装置，在温度90℃与干燥氮气的条件下，将溶液A与溶液B按照体积比1:1混合，磁力搅拌80min后得到一种均匀铌酸钠溶胶；

将铌酸钠溶胶在室温条件下放入手套箱静置8天；

往陈化铌酸钠溶胶中加入0.8重量份聚乙烯吡咯烷酮，在常温下进行磁力搅拌10h，得到一种铌酸钠电纺前躯体液；

步骤二、采用静电纺丝法大面积制备铌酸钠纳米纤维：

基片清洗：将长宽分别为15，20mm、厚度1mm的氧化铝陶瓷片先后用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗10min，然后在温度60℃的空气中烘干30min；

将铌酸钠电纺前驱体液注入注射器中，并装入注射泵，该泵的推进速度设定为0.2mL/h，将注射器针尖接至高压电源正极端，采用100mm×100mm导电铜板接至高压电源负极端，使用绝缘夹具将获得的氧化铝陶瓷片固定于导电铜板表面，使注射器针尖与基片表面垂直，并且它们的间距为10cm，控制静电纺丝环境温度为20～35℃，湿度低于30％；

接通直流电源，并开启注射泵的推进装置，开始纳米纤维的静电纺丝；控制电纺电压12kV,控制纺丝时间为10min，使基片表面被白色纳米纤维完全覆盖；然后关闭直流电源，并停止注射泵的推进，将基片自接收铜板表面取下，置于干燥环境中；

将覆盖纳米纤维的基片在空气中首先以5℃/min的速率升温至80℃并在此温度下保温300min，升温至450℃并在此温度下保温65min使聚乙烯吡咯烷酮和有机溶剂燃烧分解，再以5℃/min的速率升温至650℃，在这个温度下保温60min对纳米纤维进行烧结处理，使产物晶化，获得覆盖铌酸钠纳米纤维的基片；

步骤三：电极的制备与器件组装：

采用标准直流磁控溅射技术，在Ar气氛与80W溅射功率的条件下，先将有叉指电极的金属掩模版压在有纳米纤维的氧化铝陶瓷片上，然后溅射Pt，它的沉积厚度是60nm。将没有叉指电极区域的纳米纤维清除，然后将有边框的金属对准叉指电极与氧化铝陶瓷片贴紧，同样的溅射条件溅射一层Pt，它的沉积厚度是60nm；

利用银浆，将直径0.2mm金丝导线粘贴在两侧的电极连接点，于是得到铌酸钠湿度传感元件。

实施例2

步骤一、铌酸钠前躯体的配制：

将0.45重量份无水醋酸钠溶于2.4重量份乙二醇甲醚与0.6重量份冰乙酸混合物中，然后滴加0.7重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌14h，得到溶液A；

在干燥氮气保护下，在手套箱里将1重量份乙醇铌溶于2.4重量份乙二醇甲醚与0.6重量份冰乙酸混合物中，然后加入0.7重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌12h，得到溶液B；

利用回流装置，在温度95℃与干燥氮气的条件下，将溶液A与溶液B按照体积比1:1混合，磁力搅拌100min后得到一种均匀铌酸钠溶胶；

将铌酸钠溶胶在室温条件下放入手套箱静置12天；

往陈化铌酸钠溶胶中加入0.15重量份聚乙烯吡咯烷酮，在常温下进行磁力搅拌11h，得到一种铌酸钠电纺前躯体液；

步骤二、采用静电纺丝法大面积制备铌酸钠纳米纤维：

基片清洗：将长宽分别为15，20mm、厚度1mm的氧化铝陶瓷片先后用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗10min，然后在温度45℃的空气中烘干50min；

将铌酸钠电纺前驱体液注入注射器中，并装入注射泵，该泵的推进速度设定为0.2mL/h，将注射器针尖接至高压电源正极端，采用100mm×100mm导电铜板接至高压电源负极端，使用绝缘夹具将获得的氧化铝陶瓷片固定于导电铜板表面，使注射器针尖与基片表面垂直，并且它们的间距为10m，控制静电纺丝环境温度为25～35℃，湿度低于40％；

接通直流电源，并开启注射泵的推进装置，开始纳米纤维的静电纺丝；控制电纺电压12kV，控制纺丝时间为30min，使基片表面被白色纳米纤维完全覆盖；然后关闭直流电源，并停止注射泵的推进，将基片自接收铜板表面取下，置于干燥环境中；

将覆盖纳米纤维的基片在空气中首先以5℃/min的速率升温至80℃并在此温度下保温350min，升温至450℃并在此温度下保温70min使聚乙烯吡咯烷酮和有机溶剂燃烧分解，再以5℃/min的速率升温至650℃，在这个温度下保温100min对纳米纤维进行烧结处理，使产物晶化，获得覆盖铌酸钠纳米纤维的基片；

步骤三：电极的制备与器件组装：

采用标准直流磁控溅射技术，在Ar气氛与80W溅射功率的条件下，先将有叉指电极的金属掩模版压在有纳米纤维的氧化铝陶瓷片上，然后溅射Pt，它的沉积厚度是45nm。将没有叉指电极区域的纳米纤维清除，然后将有边框的金属对准叉指电极与氧化铝陶瓷片贴紧，同样的溅射条件溅射一层Pt，它的沉积厚度是40nm；

利用银浆，将直径0.2mm金丝导线粘贴在两侧的电极连接点，于是得到铌酸钠湿度传感元件。

实施例3

步骤一、铌酸钠前躯体的配制：

将0.48重量份无水醋酸钠溶于2.4重量份乙二醇甲醚与0.7重量份冰乙酸混合物中，然后滴加0.7重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌18h，得到溶液A；

在干燥氮气保护下，在手套箱里将1重量份乙醇铌溶于2.4重量份乙二醇甲醚与0.7重量份冰乙酸混合物中，然后加入0.7重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌15h，得到溶液B；

利用回流装置，在温度90℃与干燥氮气的条件下，将溶液A与溶液B按照体积比1:1混合，磁力搅拌60min后得到一种均匀铌酸钠溶胶；

将铌酸钠溶胶在室温条件下放入手套箱静置14天；

往陈化铌酸钠溶胶中加入0.5重量份聚乙烯吡咯烷酮，在常温下进行磁力搅拌12h，得到一种铌酸钠电纺前躯体液；

步骤二、采用静电纺丝法大面积制备铌酸钠纳米纤维：

基片清洗：将长宽分别为15，20mm、厚度1mm的氧化铝陶瓷片先后用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗15min，然后在温度50℃的空气中烘干50min；氧化铝陶瓷片清洗所使用的清洗剂是分析纯丙酮、分析纯无水乙醇和去离子水；

将铌酸钠电纺前驱体液注入注射器中，并装入注射泵，该泵的推进速度设定为0.2mL/h，将注射器针尖接至高压电源正极端，采用100mm×100mm导电铜板接至高压电源负极端，使用绝缘夹具将获得的石英玻璃固定于导电铜板表面，使注射器针尖与基片表面垂直，并且它们的间距为10cm，控制静电纺丝环境温度为25℃，湿度低于40％；

接通直流电源，并开启注射泵的推进装置，开始纳米纤维的静电纺丝；控制电压12kV,控制纺丝时间为20min，使基片表面被白色纳米纤维完全覆盖；然后关闭直流电源，并停止注射泵的推进，将基片自接收铜板表面取下，置于干燥环境中；

将覆盖纳米纤维的基片在空气中首先以5℃/min的速率升温至80℃并在此温度下保温400min，升温至450℃并在此温度下保温60min使聚乙烯吡咯烷酮和有机溶剂燃烧分解，再以5℃/min的速率升温至650℃，在这个温度下保温70min对纳米纤维进行烧结处理，使产物晶化，获得覆盖铌酸钠纳米纤维的基片；

步骤三：电极的制备与器件组装：

采用标准直流磁控溅射技术，在Ar气氛与80W溅射功率的条件下，先将有叉指电极的金属掩模版压在有纳米纤维的氧化铝陶瓷片上，然后溅射Pt，它的沉积厚度是50nm。将没有叉指电极区域的纳米纤维清除，然后将有边框的金属对准叉指电极与氧化铝陶瓷片贴紧，同样的溅射条件溅射一层Pt，它的沉积厚度是50nm；

利用银浆，将直径0.2mm金丝导线粘贴在两侧的电极连接点，于是得到铌酸钠湿度传感元件。

实施例4铌酸钠纳米纤维材料性状分析

1)采用X射线衍射法测定实施1～3制备得到的铌酸钠纳米纤维材料的物相，X射线衍射法测定使用的德国布鲁克D8Advance X射线衍射仪，扫描速率为0.02°/步，扫描范围为20°至60°，扫描速度4°/min。

从X射线图谱的结果可以看出实施例1、2、3在650℃得到的铌酸钠纤维物相是一样的，结果都如图1所示，从结果可以看出所得到的衍射图谱与标准的PDF卡片No.74-2437符合的很好，得到的是单斜相的铌酸钠纳米纤维。

2)采用FESEM(场发射扫描电子显微镜)测定了实施例1、2、3所得到铌酸钠纳米纤维的形貌。SEM测定使用的是FESEM,JSM7100F型(JEOL)场发射扫描电子显微镜，加速电压20kV。

实施例1、2、3所得到的铌酸钠纳米纤维所对应的FESEM图谱分别如图2、图3、图4所示。

从图2可以看出PVP浓度为0.8重量份下所得纳米纤维彼此之间出现了黏结的现象，且实验过程容易堵塞针管，这是由于PVP极易吸水发生潮解和黏连，因此高浓度PVP下获得的纳米纤维彼此之间出现了黏连的现象，而且纤维尺寸较大，限制其比表面积比。

从图3可以看出，在PVP浓度为0.15重量份下所得的纳米纤维分布区域很小，其它区域都无法形成纤维，因此在低浓度PVP下无法在衬底上大面积制备铌酸钠纳米纤维。

从图4可以看出，在PVP浓度为0.5重量份时，可以获得尺寸分布均匀，空间分布性良好的铌酸钠纳米纤维，从图上可以看出纳米纤维直径约100nm，具有长径比高，表面粗糙等优点，可以增加接触面积。因此PVP浓度在0.5重量份左右用于电纺比较适宜。

实施例5铌酸钠湿度传感元件性能分析

1)将实例三制备的铌酸钠湿敏元件进行性能的测试，测量铌酸钠湿敏元件电阻与相对湿度的关系。将测试气体通过加湿腔，对其进行不同程度的加湿，得到测试的动态图如图5所示。从图5中可以看出，经过来多次循环，湿敏元件在15％RH时还是能恢复到最初值，说明铌酸钠湿敏元件有很好的重复性和稳定性。

2)将实例三制备的铌酸钠湿敏在不同湿度下进行测试，得到的湿敏元件的湿敏特性曲线如图6所示，从图中可以看出铌酸钠湿敏元件在湿度从20％RH到80％RH其电阻从10⁶Ω变化到10¹¹Ω，说明铌酸钠湿敏元件的灵敏度很高，可以达到近10⁵。

3)根据实施例三测试的动态图，算出测试中响应恢复时间。不同湿度与15％RH之间的响应恢复时间如图7所示，从图上可以看出，加湿响应时间少于3s，脱湿响应时间也在23s之内。所以铌酸钠湿敏元件具有很快的响应时间。

4)将实例三制备的铌酸钠湿敏在不同气体下进行测试，具体测试方法是将乙醇和丙酮分别放入加湿腔取代测试湿度所用的去离子水，得到的铌酸钠湿敏元件对乙醇和丙酮的响应曲线；将干燥气体换成氢气直接通入测试腔，得到铌酸钠湿敏元件对氢气的响应曲线。计算铌酸钠湿敏元件在不同气体测试时，电阻值变化最大时得到的灵敏度如图8所示，从图上可以看出，铌酸钠湿敏元件对湿度的响应灵敏度是其它气体的6个数量级。结果表明，铌酸钠对湿度不仅灵敏度高，而且具有很好的选择性。

Claims (7)

1.一种铌酸钠纳米纤维材料，其特征在于按重量份计包括以下原料：无水醋酸钠0.3～0.5份、乙二醇甲醚4～6份、冰乙酸0.8～0.16份、乙酰丙酮1～2份、乙醇铌1份、聚乙烯吡咯烷酮0.1～0.9份。

2.根据权利要求1所述的一种铌酸钠纳米纤维材料，其特征在于按重量份计包括以下原料：无水醋酸钠0.4份、乙二醇甲醚4.8份、冰乙酸1.2份、乙酰丙酮1.4份、乙醇铌1份、聚乙烯吡咯烷酮0.1～0.9份。

3.根据权利要求1或2所述的一种铌酸钠纳米纤维材料，其特征在于通过以下方法制备：

1)将0.3～0.5重量份无水醋酸钠溶于2.0～3.0重量份乙二醇甲醚与0.4～0.8重量份冰乙酸混合物中，滴加0.5～1.0重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌9～24h，得到溶液A；

2)在干燥氮气保护下，将1重量份乙醇铌溶于2.0～3.0重量份乙二醇甲醚与0.4～0.8重量份冰乙酸混合物中，加入0.5～1.0重量份乙酰丙酮，在密封后进行磁力搅拌5～15h，得到溶液B；

3)在温度60～110℃与干燥氮气的条件下，将溶液A与溶液B按照体积比1:1混合，磁力搅拌50～100min后得到一种均匀铌酸钠溶胶；

4)将0.5～1.5重量份乙烯吡咯烷酮加入陈化后的铌酸钠溶胶，在常温下进行磁力搅拌8～15h，得到铌酸钠电纺前躯体液，采用静电纺丝法制备得到铌酸钠纳米纤维材料。

4.根据权利要求3所述的一种铌酸钠纳米纤维材料，其特征在于：所述的静电纺丝法制备铌酸钠纳米纤维材料的具体步骤为：

1)选择氧化铝陶瓷基片，用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗10～40min，在温度40～60℃的空气中烘干20～50min；

2)在温度为25～35℃，湿度低于40％，电压为8-16KV条件下进行静电纺丝；

3)将覆盖纺丝的基片以5℃/min的速率升温至80℃并保温250～350min，升温至350-450℃并保温45～90min，再以5℃/min的速率升温至500～750℃，保温60～100min，获得覆盖铌酸钠纳米纤维的基片。

5.权利要求1所述的铌酸钠纳米纤维材料作为制备湿度传感元件的应用。

6.根据权利要求5的应用，其特征在于：所述的湿度传感元件通过以下方法制备：

1)金属掩模版的制作：设计叉指电极，叉指电极均匀地重复排布在边长70mm的正方形范围内，相邻叉指电极图案间距不小于2mm；

2)采用标准直流磁控溅射技术，在Ar气氛与80W溅射功率的条件下，将有叉指电极的金属掩模版压在有铌酸钠纳米纤维的氧化铝陶瓷片上，溅射Pt，清除叉指电极区域外的纳米纤维，将有边框的金属对准叉指电极与氧化铝陶瓷片贴紧，溅射一层Pt；

3)利用银浆，将直径0.2mm金丝导线粘贴在两侧的电极连接点，得到铌酸钠湿度传感元件。

7.根据权利要求6的应用，其特征在于：步骤(2)中溅射Pt沉积厚度为10～100nm。