CN107831195A

CN107831195A - 一种动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器

Info

Publication number: CN107831195A
Application number: CN201711034462.5A
Authority: CN
Inventors: 叶斌; 王浩
Original assignee: Shanghai Institute of Technology
Current assignee: Shanghai Institute of Technology
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-03-23

Abstract

本发明属于纳米传感器技术领域，具体为一种动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器。该传感器包括自上而下依次分布的涂覆层、第一电极和第二电极，第二电极由铝板经阳极氧化制备而成，第一电极为将贵金属在第二电极表面采用直流磁控溅射工艺制备而成，涂覆层是由将经过酸处理的纳米石墨烯/铜离子掺杂后在第一电极表面涂覆而成。该嗅觉传感器针对动物肉的肉质特点以及动物肉在变质过程中的挥发性特点对纳米石墨烯进行了处理，具有灵敏度高，响应时间短，测试温度低，结构简单，制造方便且成本低廉的优点。

Description

一种动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉感器。

背景技术

近年来，气敏传感器在医疗、空气净化、家用燃气和工业生产等领域得到了普遍应用，气敏传感器主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感和电化学气敏传感器等，其中用得最多的是半导体气敏传感器。气敏传感器最主要的作用是保障生产生活的安全，防止各种突发事件。传统的气敏检测系统普遍存在着响应速度慢、检测气体种类少、可重复性低、容易受温度气压等环境因素影响等不利因素，有的检测系统甚至因包含微机等仪器而机构庞大，制约了气敏传感系统的现场检测使用。

动物在宰杀后，随着时间的推移，动物肉会产生变质，动物肉品质的好坏直接关系到人们的健康问题，但是目前没有合适的便携式传感器针对动物肉的品质进行快速有效的监测。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器。该金属掺杂纳米石墨烯传感器能够根据动物肉的挥发性气体精确地对动物肉进行检测。

本发明中，被测气体的浓度变化会引起纳米石墨烯制备的气体敏感膜的电导率变化，主要机理是气体敏感膜在吸附气体后，其电子能带发生了变化，通过电导率的变化就可以检测气体浓度的大小。阳极氧化铝材料自身重量轻，因此制备的传感器在重量上有优势，较轻质量的传感器有利于固定在不同的位置，易于使用；阳极氧化铝是一种典型的自有序多孔材料。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，其包括第一电极和第二电极；所述第一电极上涂覆铜离子掺杂纳米石墨烯材料，形成涂覆层；其中：所述涂覆层的制备方法如下：

1)将纳米石墨烯用浓硝酸和浓硫酸处理得到酸化纳米石墨烯；

2)将工作电极接涂有酸化纳米石墨烯的电极，参比电极接甘汞电极，对电极接铂电极，以氯化铂水溶液为沉积液进行电镀，然后将电镀后的电极烘干，刮膜，得到镀铂纳米石墨烯材料；

3)取镀铂纳米石墨烯材料用水配制成悬浊液，向其中加入氯化铜，超声处理20～40小时后干燥得到铜掺杂镀铂纳米石墨烯材料；

4)将步骤3)得到的铜掺杂镀铂纳米石墨烯用聚乙二醇、乙醇配制成混合液，经超声分散均匀后，在第一电极表面均匀涂覆，然后在120-160℃下反应1.5-3.5h，得到涂覆层。

本发明中，第二电极由铝板经阳极氧化制备而成，第一电极通过将贵金属在第二电极表面采用直流磁控溅射工艺制备而成。

本发明中，步骤1)中，纳米石墨烯的直径为45～95nm。

本发明中，步骤2)中，氯化铂水溶液的浓度为0.8～1.2mg/L；烘干温度为580～620℃。

本发明中，步骤3)中，镀铂纳米石墨烯的浓度为5～7mg/L；镀铂纳米石墨烯和氯化铜的质量比为0.8:1～1.2:1。

本发明中，步骤3)中，将镀铂纳米石墨烯材料配制成悬浊液前，先将镀铂纳米石墨烯材料与纳米氧化锡、氧化镧、氧化铈或氧化锗中任意一种或几种混合。

本发明中，步骤4)中，聚乙二醇的数均分子量在400～1000。

本发明中，步骤4)中，铜掺杂镀铂纳米石墨烯、聚乙二醇和乙醇的投料比为(4～8)g：(0.4～1.8)g:150mL。

本发明中，步骤4)中，铜掺杂镀铂纳米石墨烯用水制成12～25wt％的悬浊液，在第一电极表面均匀涂覆，然后在45～75℃下真空干燥，得到涂覆层。

本发明中，步骤4)中，涂覆层的厚度为4～8μm。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明用于动物肉的嗅觉传感器具有更高的灵敏度和更坚固的结构，结构简单、制造方便且成本低廉，而且操作简单，结构坚固，生产成本低，可重复性好便于批量生产，材料来源广泛，制备方法简单，重复性好。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

实施例1

一种动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，包括自上而下依次分布的涂覆层、第一电极和第二电极，第二电极由铝板经阳极氧化制备而成，第一电极为将贵金属在第二电极表面采用直流磁控溅射工艺制备而成，涂覆层是由将经过酸处理的纳米石墨烯铜离子掺杂后在第一电极表面涂覆而成。

第二电极由以下步骤制备而成：

取厚度为5mm的高纯铝板，首先将其在体积比为1.5:1的丙酮和乙醇混合溶液中超声清洗45min，接着在体积比为2.5:1的乙醇和高氯酸混合溶液中抛光(Ra≤0.01μm)15min；然后，用去离子水洗净置入0.30mol/L的草酸溶液中，在直流电压为35V下阳极氧化0.5h，在高纯铝板表面镀阳极氧化铝薄膜；接着置于温度为45℃、摩尔浓度为0.30mol/L、体积比为3:1的磷酸和铬酸(H₂CrO₄)混合溶液中15min，去除阳极氧化铝薄膜；然后在相同条件下二次阳极氧化40min后，再次在高纯铝板表面镀一层厚度为3μm的阳极氧化铝薄膜，取出后在温度为45℃、质量百分比为3.5％的磷酸溶液中扩孔25min，得多孔阳极氧化铝模板，即为第二电极。其中多孔阳极氧化铝模板扩孔后孔的内径为20nm，孔的间距为60nm，孔的深度为2.5±0.5μm。

丙酮和乙醇混合溶液可以较好的去除铝板表面附着的油脂，保证氧化铝模板的成功制备。如果清洗时间过短，高纯铝板表面会残留杂质，清洗时间太短，高纯铝板表面的氧化铝与混合溶液反应不完全，导致清洗失效。乙醇和高氯酸混合液具有较好的氧化效果，可以将铝板表面氧化抛光至镜面，抛光的目的在于消除铝板在生产过程中产生的表面划痕等，这些划痕会导致氧化铝模板制备受到不可逆的破坏。经过二次阳极氧化后产生的氧化铝的成分单一，且较纯，所形成的氧化铝层比较致密，从而使扩孔后的孔不容易塌陷。扩孔是为了增加氧化铝模板上的孔洞的直径，同时也使得孔洞的直径更加均一化，有利于改善阳极氧化铝模板的介电性，从而提高检测的灵敏度和准确度；也有利于溅射的贵金属在氧化铝模板上的附着度，增加传感器结构的稳定性。如果不扩孔的话，氧化铝模板上的孔洞直径大小不一，这必然降低了传感器结构的稳定性和介电性，降低检测灵敏度和准确度。扩孔时间过短，达不到预期效果，扩孔时间过长，会降低贵金属在多孔阳极氧化铝模板上的附着度。

第一电极为银电极，由以下步骤制备而成：采用高纯度的银靶为靶材，控制本底真空为5.2-7.4×10-3Pa、启辉电压为0.22kV、电流为25mA、直流溅射过程的功率为9-12W，最终控制叉指电极的厚度为25-45nm；

第一电极为银电极，由以下步骤制备而成：

采用高纯度的银靶为靶材，控制本底真空为4.5×10-3Pa、启辉电压为0.22kV、电流为30mA、直流溅射过程的功率为12W，最终控制第一电极的厚度为35nm。

涂覆层的制备包括如下步骤：

1)分别取180mg的纳米石墨烯，纳米石墨烯的直径为95nm，依次加入55ml浓硝酸和170ml浓硫酸，在40℃下，超声连续处理7h，然后使用离心机离心将纳米石墨烯分离，再将酸化处理后的纳米石墨烯用去离子水清洗至pH为6.8±0.2，过滤并在电烘箱中烘干，得酸化纳米石墨烯；

纳米石墨烯经过混酸处理后，结构发生变化，内外表面的活性基团增多，对于有机气体的气敏响应增强，其中8小时混酸处理的纳米石墨烯表现出较其它处理时间的纳米石墨烯更显著的气敏特性：常温常压下，在有机气体低浓度范围内，其敏感率随着气体浓度增大而近似线性增加。由于动物肉在变质过程中的挥发性气体浓度比较大，因此酸化处理的纳米石墨烯就能够有足够的灵敏度以进行检测。

2)首先取30mg的氯化铂粉末，用45mL的去离子水溶解振荡均匀，配制成氯化铂溶液，然后取18mL氯化铂溶液，采用CHI660电化学分析仪的电流-时间方法进行电镀处理，还原电压设为-0.45V，工作电极接涂有酸化纳米石墨烯的电极，参比电极接甘汞电极，对电极接铂电极，通过控制电镀时间使得电镀电荷量分别为15mC，然后将镀铂处理完毕的电极在620℃下烘干45min，得到镀铂纳米石墨烯；

Pt颗粒显示出了良好的催化效应，Pt倾向于夺取纳米石墨烯的电子与被测气体形成了Ptδ+(CH4)δ-弱键复合物。这样就使得纳米石墨烯的空穴增多，电导变大。掺杂Pt的纳米石墨烯对低浓度的气体具有较好的梯度响应，从而使得涂覆层的灵敏度高，能耗更小。

3)取镀铂纳米石墨烯，先将镀铂纳米石墨烯与纳米氧化锡一起研磨50min，石墨烯与纳米氧化锡的质量比为8:1，用去离子水分别配制4.5mg/mL的悬浊液，同时在悬浊液加入纳米氧化铈，纳米氧化铈的加入重量为酸化纳米石墨烯的6％，然后取6mg的氯化铜，加入1mL的悬浊液中，超声处理22小时，然后置于烤箱中干燥50min后，得到铜掺杂镀铂纳米石墨烯，备用。

经过镀铂纳米石墨烯吸附之后，大量的被测气体被吸附在石墨烯周围，铜离子可以定向特异性的催化被测目标气体，使纳米石墨烯和被测气体之间形成了Guδ+(CH4)δ-弱键复合物，这样就使得纳米石墨烯的空穴增多，电导变大。掺杂Gu的纳米石墨烯对低浓度的气体有较好的梯度响应，这种新型的气体传感器与传统的金属氧化物传感器从测试方法到气敏机理都完全不同，灵敏度更高高，能耗更小。

4)以去离子水作为溶剂，将步骤3)得到的铜掺杂镀铂纳米石墨烯配制成质量百分数为15％的悬浊液，将该悬浊液均匀滴涂于第一电极上，然后在42℃下经真空干燥，得涂覆层，并最终控制涂覆层的厚度为6μm。

实施例2

第二电极由以下步骤制备而成：

取厚度为2mm的高纯铝板，首先将其在体积比为2.5:1的丙酮和乙醇混合溶液中超声清洗20min，接着在体积比为2:1的乙醇和高氯酸混合溶液中抛光(Ra≤0.01μm)8min；然后，用去离子水洗净置入0.25mol/L的草酸溶液中，在直流电压为20V下阳极氧化1h，在高纯铝板表面镀阳极氧化铝薄膜；接着置于温度为38℃、摩尔浓度为0.32mol/L、体积比为1.8:1的磷酸和铬酸混合溶液中40min，去除阳极氧化铝薄膜；然后在相同条件下二次阳极氧化30min后，再次在高纯铝板表面镀一层厚度为5μm的阳极氧化铝薄膜，取出后在温度为38℃、质量百分比为4％的磷酸溶液中扩孔15min，得多孔阳极氧化铝模板，即为第二电极。其中多孔阳极氧化铝模板扩孔后孔的内径为55nm，孔的间距为40nm，孔的深度为2±0.5μm。

第一电极为银电极，由以下步骤制备而成：

采用高纯度的银靶为靶材，控制本底真空为6.2×10^-3Pa、启辉电压为0.22kV、电流为18mA、直流溅射过程的功率为12W，最终控制第一电极的厚度为40nm。

涂覆层的制备包括如下步骤：

1)分别取180mg的纳米石墨烯，纳米石墨烯的直径为48nm，依次加入75ml浓硝酸和165ml浓硫酸，在42℃下，超声连续处理6h，然后使用离心机离心将纳米石墨烯分离，再将酸化处理后的纳米石墨烯用去离子水清洗至pH为6.8±0.2，过滤并在电烘箱中烘干，得酸化纳米石墨烯；

2)首先取30mg的氯化铂粉末，用38mL的去离子水溶解振荡均匀，配制成氯化铂溶液，然后取16mL氯化铂溶液，采用CHI660电化学分析仪的电流-时间方法进行电镀处理，还原电压设为-0.42V，工作电极接涂有酸化纳米石墨烯的电极，参比电极接甘汞电极，对电极接铂电极，通过控制电镀时间使得电镀电荷量分别为15mC，然后将镀铂处理完毕的电极在530℃下烘干50min，得到镀铂纳米石墨烯；

3)取镀铂纳米石墨烯，先将镀铂纳米石墨烯与纳米氧化锡一起研磨35min，纳米石墨烯与纳米氧化锡的质量比为8:1，用去离子水分别配制4mg/mL的悬浊液，同时在悬浊液中加入纳米氧化锗，纳米氧化锗的加入重量为酸化纳米石墨烯的5％，然后取6mg的氯化铜，加入1.5mL的悬浊液中，超声处理20小时，然后置于烤箱中干燥45min后，得到铜掺杂镀铂纳米石墨烯，备用；

4)以去离子水作为溶剂，将步骤3)得到的铜掺杂镀铂纳米石墨烯配制成质量百分数为6％的悬浊液，将该悬浊液均匀滴涂于第一电极上，然后在72℃下经真空干燥，得涂覆层，并最终控制涂覆层的厚度为4.5μm。

实施例3

第二电极由以下步骤制备而成：

取厚度为3.5mm的高纯铝板，首先将其在体积比为3:1的丙酮和乙醇混合溶液中超声清洗25min，接着在体积比为2.5:1的乙醇和高氯酸混合溶液中抛光(Ra≤0.01μm)12min；然后，用去离子水洗净置入0.28mol/L的草酸溶液中，在直流电压为28V下阳极氧化1.5h，在高纯铝板表面镀阳极氧化铝薄膜；接着置于温度为45℃、摩尔浓度为0.36mol/L、体积比为2.5:1的磷酸和铬酸混合溶液中45min，去除阳极氧化铝薄膜；然后在相同条件下二次阳极氧化40min后，再次在高纯铝板表面镀一层厚度为5μm的阳极氧化铝薄膜，取出后在温度为48℃、质量百分比为4.8％的磷酸溶液中扩孔15min，得多孔阳极氧化铝模板，即为第二电极。其中多孔阳极氧化铝模板扩孔后孔的内径为45nm，孔的间距为50nm，孔的深度为2.5±0.5μm。

第一电极为银电极，由以下步骤制备而成：

采用高纯度的银靶为靶材，控制本底真空为5.5×10-3Pa、启辉电压为0.22kV、电流为35mA、直流溅射过程的功率为7W，最终控制第一电极的厚度为30nm。

涂覆层的制备包括如下步骤：

1)分别取180mg的纳米石墨烯，纳米石墨烯的直径为55nm，依次加入65ml浓硝酸和160ml浓硫酸，在43℃下，超声连续处理6h，然后使用离心机离心将纳米石墨烯分离，再将酸化处理后的纳米石墨烯用去离子水清洗至pH为6.8±0.2，过滤并在电烘箱中烘干，得酸化纳米石墨烯；

2)首先取25mg的氯化铂粉末，用35mL的去离子水溶解振荡均匀，配制成氯化铂溶液，然后取12mL氯化铂溶液，采用CHI660电化学分析仪的电流-时间方法进行电镀处理，还原电压设为-0.42V，工作电极接涂有酸化纳米石墨烯的电极，参比电极接甘汞电极，对电极接铂电极，通过控制电镀时间使得电镀电荷量分别为10mC，然后将镀铂处理完毕的电极在560℃下烘干38min，得到镀铂纳米石墨烯；

3)取镀铂纳米石墨烯，先将镀铂纳米石墨烯与纳米氧化锡一起研磨38min，石墨烯与纳米氧化锡的质量比为8:1，用去离子水分别配制4.0mg/mL的悬浊液，同时在悬浊液加入纳米氧化铈，纳米氧化铈的加入重量为酸化纳米石墨烯的5％，然后取4mg的氯化铜，加入1.6mL的悬浊液中，超声处理18小时，然后置于烤箱中干燥40min后，得到铜掺杂镀铂纳米石墨烯，备用；

4)以去离子水作为溶剂，将步骤3)得到的铜掺杂镀铂纳米石墨烯配制成质量百分数为9％的悬浊液，将该悬浊液均匀滴涂于第一电极上，然后在38℃下经真空干燥，得涂覆层，并最终控制涂覆层的厚度为3μm。

实施例4

第二电极由以下步骤制备而成：

取厚度为2.5mm的高纯铝板，首先将其在体积比为1.5:1的丙酮和乙醇混合溶液中超声清洗25min，接着在体积比为2.0:1的乙醇和高氯酸混合溶液中抛光(Ra≤0.01μm)18min；然后，用去离子水洗净置入0.18mol/L的草酸溶液中，在直流电压为20V下阳极氧化1.0h，在高纯铝板表面镀阳极氧化铝薄膜；接着置于温度为40℃、摩尔浓度为0.28mol/L、体积比为1.8:1的磷酸和铬酸混合溶液中38min，去除阳极氧化铝薄膜；然后在相同条件下二次阳极氧化46min后，再次在高纯铝板表面镀一层厚度为3.5μm的阳极氧化铝薄膜，取出后在温度为44℃、质量百分比为4.2％的磷酸溶液中扩孔18min，得多孔阳极氧化铝模板，即为第二电极。其中多孔阳极氧化铝模板扩孔后孔的内径为35nm，孔的间距为60nm，孔的深度为2.5±0.5μm。

第一电极为银电极，由以下步骤制备而成：

采用高纯度的银靶为靶材，控制本底真空为6.5×10^-3Pa、启辉电压为0.22kV、电流为26mA、直流溅射过程的功率为9W，最终控制第一电极的厚度为25nm。

涂覆层的制备包括如下步骤：

1)分别取180mg的纳米石墨烯，纳米石墨烯的直径为60nm，依次加入75ml浓硝酸和170ml浓硫酸，在45℃下，超声连续处理8h，然后使用离心机离心将纳米石墨烯分离，再将酸化处理后的纳米石墨烯用去离子水清洗至pH为6.8±0.2，过滤并在电烘箱中烘干，得酸化纳米石墨烯；

2)首先取45mg的氯化铂粉末，用40mL的去离子水溶解振荡均匀，配制成氯化铂溶液，然后取18mL氯化铂溶液，采用CHI660电化学分析仪的电流-时间方法进行电镀处理，还原电压设为-0.52V，工作电极接涂有酸化纳米石墨烯的电极，参比电极接甘汞电极，对电极接铂电极，通过控制电镀时间使得电镀电荷量分别为17mC，然后将镀铂处理完毕的电极在550℃下烘干55min，得到镀铂纳米石墨烯；

3)取镀铂纳米石墨烯，先将镀铂纳米石墨烯与纳米氧化锡一起研磨28min，纳米石墨烯与纳米氧化锡的质量比为8:1，用去离子水分别配制6mg/mL的悬浊液，同时在悬浊液中加入纳米氧化镧，纳米氧化镧的加入重量为酸化纳米石墨烯的8％，然后取6mg的氯化铜，加入1.5mL的悬浊液中，超声处理20小时，然后置于烤箱中干燥40min后，得到铜掺杂镀铂纳米石墨烯，备用；

4)取步骤3)的纳米石墨烯8g和分子量为550聚乙二醇1.8g，用乙醇150ml配制成混合液，经超声分散均匀后，在第一电极表面均匀涂覆，然后在95℃下加热3.5h，得涂覆层，并最终控制涂覆层的厚度为5μm。

采用聚乙二醇与纳米石墨烯用乙醇配制成溶液后，在第一电极表面涂覆成膜，然后经过烘干后，聚乙二醇受热挥发，从而在所成的膜内形成空腔，这样可以增加涂覆层与气体的接触面积，也便于气体深入到膜的内部进入到纳米石墨烯内，提高涂覆层对气体的吸附量，从而提高涂覆层的灵敏度，吸附量提高6-20％，灵敏度提高6-14％。低分子量的聚乙二醇为液体，能够更好的在溶液中与纳米石墨烯形成混合液，便于涂覆成膜，也便于后期的挥发，从而促使在所成的膜里形成空腔，进而增加气体与所成膜的接触面积，增加涂覆层的灵敏度。

实施例5

第二电极由以下步骤制备而成：

取厚度为3.8mm的高纯铝板，首先将其在体积比为2.2:1的丙酮和乙醇混合溶液中超声清洗32min，接着在体积比为2.8:1的乙醇和高氯酸混合溶液中抛光(Ra≤0.01μm)24min；然后，用去离子水洗净置入0.26mol/L的草酸溶液中，在直流电压为24V下阳极氧化1.5h，在高纯铝板表面镀阳极氧化铝薄膜；接着置于温度为35℃、摩尔浓度为0.34mol/L、体积比为2.6:1的磷酸和铬酸混合溶液中44min，去除阳极氧化铝薄膜；然后在相同条件下二次阳极氧化52min后，再次在高纯铝板表面镀一层厚度为4.8μm的阳极氧化铝薄膜，取出后在温度为46℃、质量百分比为3.6％的磷酸溶液中扩孔22min，得多孔阳极氧化铝模板，即为第二电极。其中多孔阳极氧化铝模板扩孔后孔的内径为28nm，孔的间距为50nm，孔的深度为2.5±0.5μm。

第一电极为银电极，由以下步骤制备而成：

采用高纯度的银靶为靶材，控制本底真空为4.2×10^-3Pa、启辉电压为0.22kV、电流为20mA、直流溅射过程的功率为7W，最终控制第一电极的厚度为22nm。

涂覆层的制备包括如下步骤：

1)分别取180mg的纳米石墨烯，纳米石墨烯的直径为75nm，依次加入66ml浓硝酸和162ml浓硫酸，在38℃下，超声连续处理6h，然后使用离心机离心将纳米石墨烯分离，再将酸化处理后的纳米石墨烯用去离子水清洗至pH为6.8±0.2，过滤并在电烘箱中烘干，得酸化纳米石墨烯；

2)首先取35mg的氯化铂粉末，用32mL的去离子水溶解振荡均匀，配制成氯化铂溶液，然后取12mL氯化铂溶液，采用CHI660电化学分析仪的电流-时间方法进行电镀处理，还原电压设为-0.42V，工作电极接涂有酸化纳米石墨烯的电极，参比电极接甘汞电极，对电极接铂电极，通过控制电镀时间使得电镀电荷量分别为10mC，然后将镀铂处理完毕的电极在460℃下烘干38min，得到镀铂纳米石墨烯；

3)取镀铂纳米石墨烯，先将镀铂纳米石墨烯与纳米氧化锡一起研磨34min，纳米石墨烯与纳米氧化锡的质量比为8:1，用去离子水分别配制5mg/mL的悬浊液，同时在悬浊液中加入纳米氧化铈，纳米氧化铈的加入重量为酸化纳米石墨烯的4％，然后取4mg的氯化铜，加入0.8mL的悬浊液中，超声处理18小时，然后置于烤箱中干燥45min后，得到铜掺杂镀铂纳米石墨烯，备用；

4)取步骤3)的纳米石墨烯6g和分子量为550聚乙二醇1.0g，用乙醇120ml配制成混合液，经超声分散均匀后，在第一电极表面均匀涂覆，然后在90℃下加热3.0h，得涂覆层，并最终控制涂覆层的厚度为3.2μm。

嗅觉传感器的性能检测

选择4℃冷藏时间为0天、2天、4天、6天、8天的牛肉作为待测样品，以实施例1中的工艺和步骤，制得的传感器。根据多次实验数据拟合得到实施例1的传感器电阻变化与牛肉冷藏时间之间的线性函数关

系式：ΔR＝1.8×10^-3+4.0×10^-4Time，Time为冷藏时间天数。

嗅觉传感器对不同冷藏时间牛肉样品的嗅觉传感器响应模型数据如表1；其结果说明了嗅觉传感器的灵敏性和准确性。

表1不同冷藏时间牛肉样品对传感器电阻变化表

时间(d)	1	2	3	4	5	6	7	8
									电阻变化ΔR×10^-4	2.20	2.62	3.02	3.41	3.82	4.22	4.63	5.02

Claims

1.一种动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，其特征在于，其包括第一电极和第二电极；所述第一电极上涂覆铜离子掺杂纳米石墨烯材料，形成涂覆层；其中：所述涂覆层的制备方法如下：

2)将工作电极接涂有酸化纳米石墨烯的电极，参比电极接甘汞电极，对接铂电极，以氯化铂水溶液为沉积液进行电镀，然后将电镀后的电极烘干，刮膜，得到镀铂纳米石墨烯材料；

2.根据权利要求1所述的动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，其特征在于，第二电极由铝板经阳极氧化制备而成，第一电极通过将贵金属在第二电极表面采用直流磁控溅射工艺制备而成。

3.根据权利要求1所述的动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，其特征在于，步骤(1)中，纳米石墨烯的直径为45～95nm。

4.根据权利要求1所述的动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，其特征在于，步骤2)中，氯化铂水溶液的浓度为0.8～1.2mg/L；烘干温度为580～620℃。

5.根据权利要求1所述的动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，其特征在于，步骤3)中，镀铂纳米石墨烯的浓度为5～7mg/L；镀铂纳米石墨烯和氯化铜的质量比为0.8:1～1.2:1。

6.根据权利要求1所述的动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，其特征在于，步骤3)中，将镀铂纳米石墨烯材料配制成悬浊液前，先将镀铂纳米石墨烯材料与纳米氧化锡、氧化镧、氧化铈或氧化锗中任意一种或几种混合。

7.根据权利要求1所述的动物肉用金属掺杂纳米石墨烯嗅觉传感器，其特征在于，步骤4)中，聚乙二醇的数均分子量在400～1000之间。