CN112553895A - 一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的no2气体传感器的制备方法 - Google Patents

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王璐
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Abstract

本发明是一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法，利用静电纺丝技术，在SiO2/Si衬底片（1）上沉积聚乙烯醇纳米纤维（2），用胶头滴管吸取酞菁铜溶液（3），滴在聚乙烯醇纳米纤维（2）上，后在台式匀胶机（4）上进行旋涂，使酞菁铜溶液（2）均匀分布在聚乙烯醇纳米纤维（2）上，经烘干使溶剂彻底挥发，最终得到聚乙烯醇纳米纤维与有机酞菁铜复合的立体有机半导体层（5），在有机半导体层（5）上蒸镀金叉指电极，得到目标NO2气体传感器。采用该法制备的NO2气体传感器，在医疗电子、环境监测和可穿戴等柔性传感领域都有着良好的应用前景，极大地扩大了有机酞菁材料的应用范围。

Description

一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器 的制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法，属于有机气体传感器技术领域。
背景技术
酞菁材料是一类具有高应用价值的有机半导体材料，对浓酸、浓碱和高温有出色的稳定性，因为其光电导性、气敏特性以及光伏效应在气体传感器、太阳能电池、有机发光二极管等领域有广泛的应用前景。但是由于酞菁材料本身物理性质比较稳定，难于溶液加工处理，因此限制了酞菁材料在柔性传感器件中的进一步应用。
基于有机薄膜晶体管的传感器的感测机制可以描述为两个阶段。首先，环境中的NO2分子被吸附到有机半导体层的表面上。随后，NO2分子与有机半导体层结合并形成电荷载流子陷阱和电场中无序的感应，从而导致输出电流、迁移率衰减和阈值电压的变化。如果通过适当的实验方法，调整并加大有机半导体层的比表面积，可以增加NO2分子与有机半导体层接触的机会，进而提升基于有机薄膜晶体管的传感器性能。
本发明采用溶液旋涂法，将酞菁铜溶液旋涂在带有聚合物纳米纤维支架的SiO2/Si衬底上，在其上蒸镀金电极，从而得到了具有高比表面积的基于酞菁铜有机半导体气敏层的NO2气体传感器。该NO2气体传感器的制备采用溶液法，使得酞菁材料应用于柔性传感成为可能，在医疗电子、环境监测和可穿戴等领域都有着良好的应用前景。
发明内容
本发明是一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法，采用该法制备的NO2气体传感器，在医疗电子、环境监测和可穿戴等柔性传感领域都有着良好的应用前景，极大地扩大了有机酞菁材料的应用范围。
该气体传感器主要采用溶液旋涂法制备，如图1和图2所示，利用静电纺丝技术，在SiO2/Si衬底片（1）上沉积聚乙烯醇纳米纤维（2），用胶头滴管吸取酞菁铜溶液（3），滴在聚乙烯醇纳米纤维（2）上，后在台式匀胶机（4）上进行旋涂，使酞菁铜溶液（2）均匀分布在聚乙烯醇纳米纤维（2）上，经烘干使溶剂彻底挥发，最终得到聚乙烯醇纳米纤维与有机酞菁铜复合的立体有机半导体层（5），在有机半导体层（5）上蒸镀金叉指电极，得到目标NO2气体传感器。
附图说明
图1 基于聚合物纳米纤维与有机酞菁溶液的NO2气体传感器的制备示意图。
图2 聚合物纳米纤维与有机酞菁溶液的NO2气体传感器的有机半导体层的偏光显微镜照片。
具体实施方式
本发明是一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法，具体实现过程如图1和图2所示：
a）利用静电纺丝技术，在SiO2/Si衬底片（1）上沉积聚乙烯醇纳米纤维（2），直流电压设置为15 kV，纺丝时间设置为25 s。
b）称取0.12 g 酞菁铜粉末，加入3 ml 三氟乙酸做溶剂，超声20 min得到均一的酞菁铜溶液（3）。
c）用胶头滴管吸取酞菁铜溶液（3），滴在聚乙烯醇纳米纤维（2）上。设置台式匀胶机（4）的旋涂速度参数，前转600 rpm，旋涂时间6 s；后转2500 rpm，旋涂时间50 s。经溶液旋涂法，使酞菁铜溶液（2）均匀分布在聚乙烯醇纳米纤维（2）上。
d）经烘干使溶剂三氟乙酸彻底挥发，最终得到聚乙烯醇纳米纤维与有机酞菁铜复合的立体有机半导体层（5）。将金叉指电极蒸镀在有机半导体层（5）上，得到目标NO2气体传感器。

Claims (5)

1.一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法包括：利用静电纺丝技术，在SiO2/Si衬底片（1）上沉积聚乙烯醇纳米纤维（2），用胶头滴管吸取酞菁铜溶液（3），滴在聚乙烯醇纳米纤维（2）上，后在台式匀胶机（4）上进行旋涂，使酞菁铜溶液（2）均匀分布在聚乙烯醇纳米纤维（2）上，经烘干使溶剂彻底挥发，最终得到聚乙烯醇纳米纤维与有机酞菁铜复合的立体有机半导体层（5），在有机半导体层（5）上蒸镀金叉指电极，得到基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，利用静电纺丝技术，在SiO2/Si衬底片（1）上沉积聚乙烯醇纳米纤维（2），直流电压设置为15±1 kV，纺丝时间设置为24~26 s。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，称取0.12 g 酞菁铜粉末，加入3 ml 三氟乙酸做溶剂，超声20min得到均一的酞菁铜溶液（3）。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，用胶头滴管吸取酞菁铜溶液（3），滴在聚乙烯醇纳米纤维（2）上，设置台式匀胶机（4）的旋涂速度参数，前转500~700 rpm，旋涂时间5~7 s；后转2400~2600rpm，旋涂时间49~51s，6. 经溶液旋涂法，使酞菁铜溶液（2）均匀分布在聚乙烯醇纳米纤维（2）上。
5.根据权利要求1所述的一种基于聚合物纳米纤维与有机酞菁铜溶液的NO2气体传感器的制备方法，其特征在于，经烘干使溶剂三氟乙酸彻底挥发，最终得到聚乙烯醇纳米纤维与有机酞菁铜复合的立体有机半导体层（5），8. 将金叉指电极蒸镀在有机半导体层（5）上，得到目标NO2气体传感器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113325043A (zh) * 2021-07-19 2021-08-31 东北师范大学 一种柔性无机半导体电阻型室温气体传感器及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104132989A (zh) * 2014-08-01 2014-11-05 电子科技大学 基于混合绝缘层的有机场效应管气体传感器及其制备方法
CN106596653A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 长春工业大学 一种三维结构高效有机薄膜传感器器件的制备方法
CN109103335A (zh) * 2018-07-19 2018-12-28 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种酞菁类光电探测器及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104132989A (zh) * 2014-08-01 2014-11-05 电子科技大学 基于混合绝缘层的有机场效应管气体传感器及其制备方法
CN106596653A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 长春工业大学 一种三维结构高效有机薄膜传感器器件的制备方法
CN109103335A (zh) * 2018-07-19 2018-12-28 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种酞菁类光电探测器及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王璐等: ""Improvement of Sensubg Properties for Copper Phthalocyanine Sensors Based on Polymer Nanofibers Scaffolds", 王璐等，American Chemical Society，第4535-4539页", 《AMERICAN CHEMICAL SOCIETY》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113325043A (zh) * 2021-07-19 2021-08-31 东北师范大学 一种柔性无机半导体电阻型室温气体传感器及其制备方法

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