CN113433175B - 一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型有机磷化合物传感器、制备方法及其应用 - Google Patents

一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型有机磷化合物传感器、制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113433175B
CN113433175B CN202110756293.6A CN202110756293A CN113433175B CN 113433175 B CN113433175 B CN 113433175B CN 202110756293 A CN202110756293 A CN 202110756293A CN 113433175 B CN113433175 B CN 113433175B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nitrogen
molybdenum trioxide
doped molybdenum
shaped gold
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110756293.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113433175A (zh
Inventor
刘森
杨志民
张彤
费腾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN202110756293.6A priority Critical patent/CN113433175B/zh
Publication of CN113433175A publication Critical patent/CN113433175A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113433175B publication Critical patent/CN113433175B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
    • G01N27/126—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer comprising organic polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器、制作方法及其在检测DMMP中的应用，属于气体传感技术领域。为平面结构，由在陶瓷片的上表面印刷的一对叉指结构的U形金电极作为信号电极、在陶瓷片下表面平铺印刷的二氧化钌膜作为加热层、在二氧化钌膜的表面印刷的一对条形金电极作为加热电极、在U形金电极和条形金电极上分别连接的引线、在陶瓷片的上表面和U形金电极的表面涂覆的氮掺杂三氧化钼气体敏感薄膜组成。本发明采用空气环境中直接热处理的方法实现氮原子的掺杂，操作条件温和，操作简单。所制备的氮掺杂三氧化钼材料具有丰富的表面活性位点，使得传感器具有很高的响应灵敏度、快速的响应恢复速率和良好的响应可逆性。

Description

一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型有机磷化合物传感器、制 备方法及其应用
技术领域
本发明属于气体传感技术领域，具体涉及一种对甲基膦酸二甲酯(DMMP)具有良好气敏响应特性的氮掺杂三氧化钼电阻型DMMP传感器及其制备方法，特别是涉及一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器、制备方法及其在检测DMMP中的应用。
背景技术
有机磷化合物是指一类含有碳-磷键的化合物或者含有机基团的磷酸衍生物。有机磷化合物能够抑制生物体内乙酰胆碱酶的生物活性，破坏神经中枢，甚至导致生物体死亡，是一类具有剧烈毒性的化合物。目前，有机磷化合物作为一类典型的杀虫剂，广泛应用于农业领域。此外，基于有机磷化合物的神经性毒剂也被公认为是目前最毒的化学战剂。因此，准确检测有机磷化合物的含量在环境监测领域和国防安全领域都具有重要的实用价值。由于化学毒剂和有机农药的高毒性，实验室通常采用结构相似、毒性小的甲基膦酸二甲酯(DMMP)作为有机磷化合物的模拟剂进行研究。
目前，研究者们已经开发了多种检测技术用于检测有机磷化合物，包括，气相色谱-质谱联用技术、基于酶抑制法的电化学检测技术、声表面波技术、石英微晶天平等。但是，这些技术大多依赖于仪器设备，特别是无法实现快速的现场痕量检测。因此，开发小型化、便携式的检测仪器，实现对有机磷化合物的快速检测，是目前急需解决的研究问题。
近年来，基于半导体氧化物的电阻型气体传感器为开发小型化气体检测仪器提供了一种新的思路。特别是，其具有高灵敏度、低成本、低功耗、体积小等优点，成为一种理想的有机磷化合物检测仪器。尽管二氧化锡、氧化锌等半导体氧化物可以实现检测DMMP。但是，工作温度高、灵敏度低和响应恢复特性差等缺点阻碍其进一步地发展。因此，开发基于半导体氧化物的高性能DMMP传感器成为气体传感器领域研究的重要方向之一，在环境保护、国防安全等领域有着重要的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有优异DMMP响应特性的基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器、制备方法及其在检测DMMP中的应用。
本发明所述的基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器，为平面结构，在陶瓷片的上表面印刷的一对叉指结构的U形金电极作为信号电极；在陶瓷片下表面平铺印刷的二氧化钌膜作为加热层；在二氧化钌膜的表面印刷的一对条形金电极作为加热电极；在U形金电极和条形金电极上分别连接有引线，在陶瓷片的上表面和U形金电极的表面涂覆的气体敏感薄膜，该气体敏感薄膜为氮掺杂三氧化钼；在条形金电极间通入电流使器件工作在一定温度；气体敏感薄膜接触待测气体前后，其电阻会发生变化，通过测量U形金电极间电阻的变化，可以获得传感器的灵敏度(灵敏度是通过气体敏感膜接触待测气体前的电阻值除以接触待测气体后的电阻值获得，即气体敏感膜在空气中的电阻值除以其在特定浓度待测气体中的电阻值)。该气体敏感薄膜材料为氮掺杂三氧化钼，其由如下步骤制备得到：
(1)将1.0～5.0g三聚氰胺加入到120～180mL水中，90～100℃条件下搅拌1～2h，得到三聚氰胺的分散液；
(2)将0.5～1.5g聚乙烯醇(分子量为15000)加入到步骤(1)得到的三聚氰胺的分散液中，90～100℃搅拌1～2h，得到三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液；
(3)将1.0～1.5g钼酸铵加入到15～25mL的水中，得到钼酸铵水溶液；
(4)将步骤(3)得到的钼酸铵水溶液加入到步骤(2)得到的三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液中，90～100℃条件下搅拌1～2h；将得到的溶液进行离心分离、乙醇洗、烘干，得到三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵的混合物；
(5)将步骤(4)得到的三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵混合物在500～600℃下煅烧2～4h，得到氮掺杂三氧化钼粉末；
本发明所述的基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器的制备方法，其步骤如下：
(1)以陶瓷片为衬底，采用丝网印刷法在陶瓷片的上表面印刷一对叉指结构的U型金电极，该金电极的宽度为200～300μm，厚度为10～30μm；在陶瓷片的下表面平铺印刷有二氧化钌膜作为加热层，二氧化钌膜的厚度为20～30μm；在二氧化钌膜的表面印刷有一对条形金电极作为加热电极，该金电极的宽度为400～500μm，厚度为10～30μm；
(2)用乙醇、水依次超声清洗步骤(1)得到的陶瓷片的上表面及U型金电极表面，烘干；
(3)将氮掺杂三氧化钼粉末分散到水中，浓度为1～10mg/mL；将该溶液悬涂到步骤(2)烘干后的U形金电极和陶瓷片表面，然后在80～130℃下热处理1～4小时，氮掺杂三氧化钼薄膜的厚度为10～50μm；
(4)将步骤(3)得到的器件在280～320℃老化处理12～24小时，从而得到基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器。
本发明的优点是：
1)本发明所制备的氮掺杂三氧化钼材料具有丰富的表面活性位点，使得传感器具有很高的响应灵敏度、快速的响应恢复速率和良好的响应可逆性。
2)本发明采用直接煅烧钼酸铵和三聚氰胺前驱物的方法制备氮掺杂三氧化钼，方法简单，易于操作，成本低廉，可以大批量制备。而且可以通过控制反应温度、反应时间以及反应前驱物的比例等实验参数实现氮掺杂三氧化钼的组成、结构等性能的调控。
3)本发明采用空气环境中直接热处理的方法实现氮原子的掺杂，操作条件温和，操作简单。
4)本发明氮原子掺杂三氧化钼的晶格中(图5的N1s谱峰在395eV左右存在谱峰，说明存在Mo-N键，可以证明氮原子掺杂三氧化钼的晶格中)，可以调控钼原子和氧原子的化学环境，调控三氧化钼的半导体结构和表面活性位点，提升传感器的敏感性能。
附图说明
图1是本发明所述的DMMP传感器的结构示意图。
各部分名称为：陶瓷片1，在陶瓷片1上表面印刷的一对叉指结构的U形金电极2，在陶瓷片1下表面沉积的二氧化钌加热层3，在二氧化钌3表面印刷的一对条形金电极4，在陶瓷片和U形金电极表面涂覆的气体敏感薄膜5(本发明所述的氮掺杂三氧化钼)，在U形金电极和条形金电极分别上连接的引线6、7和8、9。
图2是氮掺杂三氧化钼的X射线衍射图谱曲线。
图3是氮掺杂三氧化钼的Raman光谱曲线。
图4是氮掺杂三氧化钼的Mo3d谱峰曲线。
图5是氮掺杂三氧化钼的N1s谱峰曲线。
图6是实施例1中的基于氮掺杂三氧化钼DMMP传感器在300℃条件下对不同浓度DMMP的动态响应恢复曲线。
图7是实施例1中的基于氮掺杂三氧化钼DMMP传感器在300℃条件下对100ppmDMMP的响应重复性曲线。
图8是实施例2中的基于氮掺杂三氧化钼DMMP传感器在300℃条件下对100ppmDMMP的响应恢复曲线。
图9是实施例3中的基于氮掺杂三氧化钼DMMP传感器在300℃条件下对100ppmDMMP的响应恢复曲线。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本发明。
实施例1
(1)将1.0g三聚氰胺加入到120mL水中，90℃条件下搅拌1h，得到三聚氰胺的分散液；
(2)将0.5g聚乙烯醇(分子量为15000)加入到步骤(1)得到的三聚氰胺的分散液中，90℃搅拌1h，得到三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液；
(3)将1.5g钼酸铵加入到25mL的水中，得到钼酸铵水溶液；
(4)将步骤(3)得到的钼酸铵溶液加入到步骤(2)三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液，90℃条件下搅拌1h；将上述溶液进行离心分离、乙醇洗、烘干，得到三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵的混合物；
(5)将步骤(4)得到的三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵混合物在500℃下煅烧2h，得到为氮掺杂三氧化钼粉末；
(6)以陶瓷片为衬底，采用丝网印刷法在陶瓷片的上表面印刷一对叉指结构的U型金电极，该金电极的宽度为200μm，厚度为10μm；在陶瓷片的下表面平铺印刷有二氧化钌膜作为加热层，二氧化钌膜的厚度为20μm；在二氧化钌膜的表面印刷有一对条形金电极作为加热电极，该金电极的宽度为500μm，厚度为10μm；
(7)用乙醇、水依次超声清洗步骤(6)得到的陶瓷片的上表面及U型金电极表面，烘干；
(8)将步骤(5)制备的氮掺杂三氧化钼分散到水中，浓度为1mg/mL；将该溶液悬涂到步骤(7)烘干后的U形金电极和陶瓷片表面，然后在80℃下热处理4小时，薄膜的厚度为10μm；
(9)将步骤(8)得到的器件在280℃老化处理24小时，从而得到基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器。
实施例2
(1)将1.0g三聚氰胺加入到120mL水中，90℃条件下搅拌1h，得到三聚氰胺的分散液；
(2)将0.5g聚乙烯醇(分子量为15000)加入到步骤(1)得到的三聚氰胺的分散液中，90℃搅拌2h，得到三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液；
(3)将1.5g钼酸铵加入到20mL的水中，得到钼酸铵水溶液；
(4)将步骤(3)得到的钼酸铵溶液加入到步骤(2)三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液，90℃条件下搅拌2h；将上述溶液进行离心分离、乙醇洗、烘干，得到三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵的混合物；
(5)将步骤(4)得到的三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵混合物在500℃下煅烧3h，得到为氮掺杂三氧化钼粉末；
(6)以陶瓷片为衬底，采用丝网印刷法在陶瓷片的上表面印刷一对叉指结构的U型金电极，该金电极的宽度为200μm，厚度为20μm；在陶瓷片的下表面平铺印刷有二氧化钌膜作为加热层，二氧化钌膜的厚度为30μm；在二氧化钌膜的表面印刷有一对条形金电极作为加热电极，该金电极的宽度为500μm，厚度为20μm；
(7)用乙醇、水依次超声清洗步骤(6)得到的陶瓷片的上表面及U型金电极表面，烘干；
(8)将步骤(5)制备的氮掺杂三氧化钼分散到水中，浓度为1mg/mL；将该溶液悬涂到步骤(7)烘干后的U形金电极和陶瓷片表面，然后在90℃下热处理4小时，薄膜的厚度为10μm；
(9)将步骤(8)得到的器件在280℃老化处理24小时，从而得到基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器。
实施例3
(1)将3.0g三聚氰胺加入到140mL水中，95℃条件下搅拌1h，得到三聚氰胺的分散液；
(2)将1.0g聚乙烯醇(分子量为15000)加入到步骤(1)得到的三聚氰胺的分散液中，95℃搅拌1h，得到三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液；
(3)将1.5g钼酸铵加入到15mL的水中，得到钼酸铵水溶液；
(4)将步骤(3)得到的钼酸铵溶液加入到步骤(2)三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液，95℃条件下搅拌1h；将上述溶液进行离心分离、乙醇洗、烘干，得到三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵的混合物；
(5)将步骤(4)得到的三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵混合物在500℃下煅烧4h，得到为氮掺杂三氧化钼粉末；
(6)以陶瓷片为衬底，采用丝网印刷法在陶瓷片的上表面印刷一对叉指结构的U型金电极，该金电极的宽度为200μm，厚度为30μm；在陶瓷片的下表面平铺印刷有二氧化钌膜作为加热层，二氧化钌膜的厚度为20μm；在二氧化钌膜的表面印刷有一对条形金电极作为加热电极，该金电极的宽度为500μm，厚度为30μm；
(7)用乙醇、水依次超声清洗步骤(6)得到的陶瓷片的上表面及U型金电极表面，烘干；
(8)将步骤(5)制备的氮掺杂三氧化钼分散到水中，浓度为5mg/mL；将该溶液悬涂到步骤(7)烘干后的U形金电极和陶瓷片表面，然后在100℃下热处理3小时，薄膜的厚度为30μm；
(9)将步骤(8)得到的器件在300℃老化处理18小时，从而得到基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器。
实施例4
(1)将3.0g三聚氰胺加入到140mL水中，95℃条件下搅拌2h，得到三聚氰胺的分散液；
(2)将1.0g聚乙烯醇(分子量为15000)加入到步骤(1)得到的三聚氰胺的分散液中，95℃搅拌2h，得到三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液；
(3)将1.0g钼酸铵加入到25mL的水中，得到钼酸铵水溶液；
(4)将步骤(3)得到的钼酸铵溶液加入到步骤(2)三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液，95℃条件下搅拌2h；将上述溶液进行离心分离、乙醇洗、烘干，得到三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵的混合物；
(5)将步骤(4)得到的三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵混合物在600℃下煅烧2h，得到为氮掺杂三氧化钼粉末；
(6)以陶瓷片为衬底，采用丝网印刷法在陶瓷片的上表面印刷一对叉指结构的U型金电极，该金电极的宽度为300μm，厚度为10μm；在陶瓷片的下表面平铺印刷有二氧化钌膜作为加热层，二氧化钌膜的厚度为30μm；在二氧化钌膜的表面印刷有一对条形金电极作为加热电极，该金电极的宽度为400μm，厚度为10μm；
(7)用乙醇、水依次超声清洗步骤(6)得到的陶瓷片的上表面及U型金电极表面，烘干；
(8)将步骤(5)制备的氮掺杂三氧化钼分散到水中，浓度为5mg/mL；将该溶液悬涂到步骤(7)烘干后的U形金电极和陶瓷片表面，然后在110℃下热处理3小时，薄膜的厚度为30μm；
(9)将步骤(8)得到的器件在300℃老化处理18小时，从而得到基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器。
实施例5
(1)将5.0g三聚氰胺加入到180mL水中，100℃条件下搅拌2h，得到三聚氰胺的分散液；
(2)将1.5g聚乙烯醇(分子量为15000)加入到步骤(1)得到的三聚氰胺的分散液中，100℃搅拌1h，得到三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液；
(3)将1.0g钼酸铵加入到20mL的水中，得到钼酸铵水溶液；
(4)将步骤(3)得到的钼酸铵溶液加入到步骤(2)三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液，100℃条件下搅拌2h；将上述溶液进行离心分离、乙醇洗、烘干，得到三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵的混合物；
(5)将步骤(4)得到的三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵混合物在600℃下煅烧3h，得到为氮掺杂三氧化钼粉末；
(6)以陶瓷片为衬底，采用丝网印刷法在陶瓷片的上表面印刷一对叉指结构的U型金电极，该金电极的宽度为300μm，厚度为20μm；在陶瓷片的下表面平铺印刷有二氧化钌膜作为加热层，二氧化钌膜的厚度为20μm；在二氧化钌膜的表面印刷有一对条形金电极作为加热电极，该金电极的宽度为400μm，厚度为20μm；
(7)用乙醇、水依次超声清洗步骤(6)得到的陶瓷片的上表面及U型金电极表面，烘干；
(8)将步骤(5)制备的氮掺杂三氧化钼分散到水中，浓度为10mg/mL；将该溶液悬涂到步骤(7)烘干后的U形金电极和陶瓷片表面，然后在120℃下热处理2小时，薄膜的厚度为50μm；
(9)将步骤(8)得到的器件在320℃老化处理12小时，从而得到基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器。
实施例6
(1)将5.0g三聚氰胺加入到180mL水中，100℃条件下搅拌2h，得到三聚氰胺的分散液；
(2)将1.5g聚乙烯醇(分子量为15000)加入到步骤(1)得到的三聚氰胺的分散液中，90℃搅拌2h，得到三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液；
(3)将1.0g钼酸铵加入到15mL的水中，得到钼酸铵水溶液；
(4)将步骤(3)得到的钼酸铵溶液加入到步骤(2)三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液，100℃条件下搅拌1h；将上述溶液进行离心分离、乙醇洗、烘干，得到三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵的混合物；
(5)将步骤(4)得到的三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵混合物在600℃下煅烧4h，得到为氮掺杂三氧化钼粉末；
(6)以陶瓷片为衬底，采用丝网印刷法在陶瓷片的上表面印刷一对叉指结构的U型金电极，该金电极的宽度为300μm，厚度为30μm；在陶瓷片的下表面平铺印刷有二氧化钌膜作为加热层，二氧化钌膜的厚度为30μm；在二氧化钌膜的表面印刷有一对条形金电极作为加热电极，该金电极的宽度为400μm，厚度为30μm；
(7)用乙醇、水依次超声清洗步骤(6)得到的陶瓷片的上表面及U型金电极表面，烘干；
(8)将步骤(5)制备的氮掺杂三氧化钼分散到水中，浓度为10mg/mL；将该溶液悬涂到步骤(7)烘干后的U形金电极和陶瓷片表面，然后在130℃下热处理1小时，薄膜的厚度为50μm；
(9)将步骤(8)得到的器件在320℃老化处理12小时，从而得到基于氮掺杂三氧化钼的电阻型DMMP传感器。
图1是本发明的DMMP气体传感器的结构示意图。各部分名称为：陶瓷片1，在陶瓷片1表面印刷的一对叉指结构的U形金电极2，在陶瓷片1反面沉积的二氧化钌加热层3，在二氧化钌3表面印刷的一对条形金电极4，在陶瓷片和U形金电极表面涂覆的气体敏感薄膜5(本发明所述的氮掺杂三氧化钼)，在U形金电极和条形金电极分别上连接的引线6、7和8、9。
实施例1制备的氮掺杂三氧化钼的X射线衍射图谱如图2所示，由图2可以看出材料给出一系列衍射峰，这些衍射峰归属于三氧化钼晶体的特征衍射峰，证明成功地制备了三氧化钼。
实施例1制备的氮掺杂三氧化钼的拉曼光谱如图3所示，由图3可以看出，材料具有一系列属于三氧化钼晶体的特征拉曼谱峰。
实施例1制备的氮掺杂三氧化钼的Mo3d XPS谱峰如图4所示，由图4可以看出，材料在232.3eV和235.4eV处给出两个强的谱峰，说明氮掺杂三氧化钼中的钼主要以六价形式存在，伴随着少量的五价钼离子存在。
实施例1制备的氮掺杂三氧化钼的N1s XPS谱峰如图5所示，可以看出，材料在398.1eV给出一个强的谱峰，说明制备的三氧化钼中含有氮元素。
实施例1制备的基于氮掺杂三氧化钼的DMMP气体传感器在300℃条件下对不同浓度DMMP的响应恢复曲线见图6。可以看出，制备的氮掺杂三氧化钼基DMMP传感器对不同浓度的DMMP具有很高、很快的响应，随着DMMP浓度的增加，器件的影响值逐渐增大。
实施例1制备的基于氮掺杂三氧化钼的DMMP气体传感器在300℃条件下对100ppmDMMP的响应重复性曲线见图7。可以看出，经过DMMP-空气多个循环测试，其响应曲线几乎不变，表明该传感器具有良好的响应重复性。
实施例2制备的基于氮掺杂三氧化钼的DMMP气体传感器在300℃条件下对100ppmDMMP的响应恢复曲线如图8所示。可以看出，传感器对DMMP具有良好的响应恢复特性，响应恢复速率较快。
实施例3制备的基于氮掺杂三氧化钼的DMMP气体传感器在300℃条件下对100ppmDMMP的响应恢复曲线如图9所示。可以看出，传感器对DMMP具有良好的响应恢复特性，响应恢复速率较快。

Claims (3)

1.一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型对甲基膦酸二甲酯传感器，为平面结构，由在陶瓷片的上表面印刷的一对叉指结构的U形金电极作为信号电极、在陶瓷片下表面平铺印刷的二氧化钌膜作为加热层、在二氧化钌膜的表面印刷的一对条形金电极作为加热电极、在U形金电极和条形金电极上分别连接的引线、在陶瓷片的上表面和U形金电极的表面涂覆的气体敏感薄膜组成；其特征在于：气体敏感薄膜材料为氮掺杂三氧化钼，其由如下步骤制备得到：
(1)将1.0～5.0g三聚氰胺加入到120～180mL水中，90～100℃条件下搅拌1～2h，得到三聚氰胺的分散液；
(2)将0.5～1.5g聚乙烯醇加入到步骤(1)得到的三聚氰胺的分散液中，90～100℃搅拌1～2h，得到三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液；
(3)将1.0～1.5g钼酸铵加入到15～25mL的水中，得到钼酸铵水溶液；
(4)将步骤(3)得到的钼酸铵水溶液加入到步骤(2)得到的三聚氰胺与聚乙烯醇混合溶液中，90～100℃条件下搅拌1～2h；将得到的溶液进行离心分离、乙醇洗、烘干，得到三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵的混合物；
(5)将步骤(4)得到的三聚氰胺、聚乙烯醇和钼酸铵混合物在500～600℃下煅烧2～4h，得到氮掺杂三氧化钼粉末。
2.权利要求1所述的一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型对甲基膦酸二甲酯传感器的制备方法，其步骤如下：
(1)以陶瓷片为衬底，采用丝网印刷法在陶瓷片的上表面印刷一对叉指结构的U型金电极，该金电极的宽度为200～300μm，厚度为10～30μm；在陶瓷片的下表面平铺印刷有二氧化钌膜作为加热层，二氧化钌膜的厚度为20～30μm；在二氧化钌膜的表面印刷有一对条形金电极作为加热电极，该金电极的宽度为400～500μm，厚度为10～30μm；
(2)用乙醇、水依次超声清洗步骤(1)得到的陶瓷片的上表面及U型金电极表面，烘干；
(3)将氮掺杂三氧化钼粉末分散到水中，浓度为1～10mg/mL；将该溶液悬涂到步骤(2)烘干后的U形金电极和陶瓷片表面，然后在80～130℃下热处理1～4小时，氮掺杂三氧化钼薄膜的厚度为10～50μm；
(4)将步骤(3)得到的器件在280～320℃老化处理12～24小时，从而得到基于氮掺杂三氧化钼的电阻型对甲基膦酸二甲酯传感器。
3.权利要求1所述的一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型对甲基膦酸二甲酯传感器在在检测对甲基膦酸二甲酯中的应用。
CN202110756293.6A 2021-07-05 2021-07-05 一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型有机磷化合物传感器、制备方法及其应用 Active CN113433175B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110756293.6A CN113433175B (zh) 2021-07-05 2021-07-05 一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型有机磷化合物传感器、制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110756293.6A CN113433175B (zh) 2021-07-05 2021-07-05 一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型有机磷化合物传感器、制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113433175A CN113433175A (zh) 2021-09-24
CN113433175B true CN113433175B (zh) 2022-04-05

Family

ID=77759050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110756293.6A Active CN113433175B (zh) 2021-07-05 2021-07-05 一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型有机磷化合物传感器、制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113433175B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4601890A (en) * 1984-02-29 1986-07-22 Gte Products Corporation Process for purifying molybdenum trioxide
CN102874874A (zh) * 2012-10-26 2013-01-16 黑龙江大学 一种多级结构花状三氧化钼的制备方法及其应用
CN106872533A (zh) * 2017-04-17 2017-06-20 吉林大学 一种基于石墨化碳化氮/二氧化锡复合材料的电阻型丙酮传感器、制备方法及其应用
CN112730531A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 宁波大学 一种基于三氧化钼纳米片的硫化氢气体传感器制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4601890A (en) * 1984-02-29 1986-07-22 Gte Products Corporation Process for purifying molybdenum trioxide
CN102874874A (zh) * 2012-10-26 2013-01-16 黑龙江大学 一种多级结构花状三氧化钼的制备方法及其应用
CN106872533A (zh) * 2017-04-17 2017-06-20 吉林大学 一种基于石墨化碳化氮/二氧化锡复合材料的电阻型丙酮传感器、制备方法及其应用
CN112730531A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 宁波大学 一种基于三氧化钼纳米片的硫化氢气体传感器制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Co-doped a-Moo3 hierarchical microrods: synthesis,structure and phonon properties;Caique D.A. Lima et al;《Ceramics International》;20210625;第47卷;277778-27788 *
不同形貌纳米三氧化钼制备研究进展;王戈 等;《稀有金属》;20121130;第36卷(第6期);995-1001 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113433175A (zh) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110470722B (zh) 一种利用光电化学方法进行电位变化检测的方法及其装置
CN109342522B (zh) 一种基于聚吡咯/石墨烯复合材料的电阻型nh3传感器、制备方法及其应用
EP1923697A1 (en) High sensitive resistive-type gas sensor and its manufacturing process comprising an organic-inorganic intercalated hydbrid sensing material
Ardakani et al. Selective thiocyanate poly (vinyl chloride) membrane based on a 1, 8-dibenzyl-1, 3, 6, 8, 10, 13-hexaazacyclotetradecane–Ni (II) perchlorate
Akl et al. Highly sensitive potentiometric sensors for thorium ions detection using morpholine derivative self-assembled on silver nanoparticles
Singh et al. Thiocyanate selective sensor based on tripodal zinc complex for direct determination of thiocyanate in biological samples
Song et al. All-solid-state carbonate-selective electrode based on a molecular tweezer-type neutral carrier with solvent-soluble conducting polymer solid contact
Coldur et al. All-solid-state polyvinyl chloride membrane lithium-selective electrode with improved selectivity and its application in serum lithium assay
CN106680336B (zh) 还原氧化石墨烯/酞菁锌复合膜的制备及其应用于no2气体监测
Ensafi et al. Highly selective potentiometric membrane sensor for Hg (II) based on bis (benzoyl acetone) diethylene triamine
CN113433175B (zh) 一种基于氮掺杂三氧化钼的电阻型有机磷化合物传感器、制备方法及其应用
EP3529601B1 (en) Gas sensing element
CN104897733A (zh) 一种基于对氨基苯基取代卟啉聚集体材料的二氧化氮气敏传感器
Gupta et al. Cu (II) selective sensor based on 5, 7, 12, 14-tetramethyldibenzo [b, i]-1, 4, 8, 11-tetraazacyclotetradecane in PVC matrix
CN111077190A (zh) 电阻式薄膜二氧化氮传感器及其制备方法与应用
Abbas Chemically modified carbon paste electrode for iodide determination on the basis of cetyltrimethylammonium iodide ion-pair
CN105021656A (zh) 一种氯仿气体传感器的制备方法
Chan et al. Aldehyde-selective polymeric membrane electrodes based on a calix [4] arene ionophore
Shamsipur et al. Flow Injection Potentiometric Determination of Cd 2+ Ions Using a Coated Graphite Plasticized PVC-Membrane Electrode Based on 1, 3-Bis (2-cyanobenzene) triazene.
Singh et al. Zn (II)‐Selective Membrane Electrode Based on Tetraazamacrocycle [Bzo2Me2Ph2 (16) hexaeneN4]
Ghadimi et al. Electrochemical oxidation of catechol in the presence of thiosemicarbazide
Wardak et al. Single-piece all-solid-state Co (II) ion-selective electrode for cobalt monitoring in real samples
CN110627530A (zh) 用于检测三甲胺的气敏传感器
Mohamed et al. Modified Screen-Printed and Carbon Paste as Ion-Selective Electrodes for the Determination of Ramipril Drug in Pharmaceutical and Biological Samples
Singh et al. Novel potentiometric sensor for monitoring barium (II) based on 2, 3, 4-pyridine-1, 3, 5, 7, 12-pentaazacyclopentadeca-3-ene

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant