CN113720884A - 可穿戴的导电薄膜传感器及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气敏材料领域，公开了一种三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的导电薄膜传感器及其制备方法与应用。本发明的可穿戴导电气体薄膜传感器，其特征在于，该可穿戴导电气体薄膜传感器包括柔性基底以及在所柔性基底上形成的气敏材料层，其中，所述气敏材料层含有二维纳米材料与导电高分子复合而成的材料，所述二维纳米材料选自石墨烯、二硫化钼、黑磷和MXene中的至少一种，所述导电高分子选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩或聚苯乙炔中的至少一种。根据本发明的可穿戴的导电薄膜传感器具有三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构，柔性好，且气体传感性能良好。

Description

可穿戴的导电薄膜传感器及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及气敏材料领域，具体涉及一种三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的导电薄膜传感器及其制备方法与应用。
背景技术
2004年，英国Manchester大学的Geim教授、Novoselov博士和同事首次用机械剥离法剥离层状石墨，获得了单层的新型二维原子晶体石墨烯。石墨烯是只有一个碳原子厚度的二维纳米材料，它有很多优异的特性：良好的导电性、优异的机械性能、大的比表面积、高的热稳定性和化学稳定性，在电子、能源、环境、传感等多领域有广阔的应用前景，引发了科学界的研究热潮。导电高分子是近年来涌现出的新型气体传感材料，具有较好的选择性，并且合成方法多样，形貌可控，特别是，导电高分子气体传感材料能在室温条件下工作，为实用型气体传感材料(Adv.Mater.,2013,25,766-771；J.Am.Chem.Soc.2003,125,314-315)。
聚苯胺由于具有良好的导电性、电致变色性能及特殊的掺杂机制等特点在电化学、光化学、气敏等诸多领域都有着很好的应用前景，自从问世以来一直备受关注，目前已有许多与聚苯胺相关的应用器件。以聚苯胺为传感材料的气敏器件能够实现室温传感且灵敏度高，然而长期稳定性较差，响应恢复时间长，使得该材料在实际应用中受到限制。并且传统的气体传感器件的制备方法是利用陶瓷管、叉指电极制备，工艺较为复杂。所以，开发新型气体传感器件，寻找方法提高导电高分子的气体传感性能，增加响应值，将非常有利于它的工业化应用。研究发现，提高导电高分子的比表面积，进行二维纳米材料复合将是切实有效并且可行的方法。二维材料的多孔结构和大的比表面积可以提高气体的检测和稳定性，并且容易在柔性基底上成膜。但是单纯的二维材料灵敏度低，恢复可逆性差，这大大限制了二维材料在气体传感方面的应用。所以，开发新型气体传感器件，寻找方法提高导电高分子的气体传感稳定性，增加二维材料的气体响应值，将非常有利于它们的工业化应用。进行二维纳米材料和导电高分子的复合，将是切实有效并且可行的制备具有以上两种材料优秀性能的室温传感器的方法(参见文献Nano Letters,2004,4,491–496；Sens.ActuatorsB,2013,178,485-493；J.Mater.Chem.,2012,22,22488–22495)。
柔性室温电子传感器被视为便携和可折叠装置的重要组件，在电子、医疗保健、国土安全、机器人和环境监测等领域具有重要的应用前景。与昂贵沉重的实验室仪器相比，他们具有高的灵敏度和快速响应的特性。传统的电子传感器，例如，传统化学气体传感器，主要是基于金属氧化物沉积的陶瓷管或叉指电极，通常表现出高操作温度(200-450℃)和较低的传感性能，导致能耗高，存在潜在的安全隐患和使用寿命短等缺陷，不适合可弯曲的柔性设备。因此，研发具有高灵敏度、制备简单、成本低廉的室温柔性传感器一直以来是研究的热点。(参见文献ACS Nano,2013,7,8366-8378；Small,2015,11,5409-5415；Adv.Mater.,2011,23,3426-3430)
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种可穿戴的导电薄膜传感器及其制备方法，本发明的可穿戴的导电薄膜传感器具有三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构，柔性好，且气体传感性能良好。
本发明的可穿戴的导电薄膜传感器利用二维纳米材料的特殊结构为模板，通过二维纳米材料与导电高分子之间的静电作用、氢键作用和堆积，在二维纳米材料表面及周围聚合导电高分子，制备三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的导电薄膜传感器，这样的可穿戴的导电薄膜传感器用于气体传感器件时，气体传感响应值高、选择性好。
本发明第一方面提供一种可穿戴导电气体薄膜传感器，其中，该可穿戴导电气体薄膜传感器包括柔性基底以及在所柔性基底上形成的气敏材料层，其中，所述气敏材料层含有二维纳米材料与导电高分子复合而成的材料，所述二维纳米材料选自石墨烯、二硫化钼、黑磷和MXene中的至少一种，所述导电高分子选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩或聚苯乙炔中的至少一种。
优选地，所述可穿戴导电气体薄膜传感器具有三维网络状结构。
优选地，所述可穿戴导电气体薄膜传感器具有：以二维纳米材料的为模板，通过二维纳米材料与导电高分子之间的静电作用、氢键作用和堆积，而在二维纳米材料表面及周围形成导电高分子而成的结构。
优选地，所述柔性基底选自纤维素纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乳酸薄膜和聚二甲基硅氧烷薄膜中的至少一种。
优选地，所述柔性基底的厚度为100-500μm。
本发明第二方面提供一种可穿戴导电气体薄膜传感器的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)制备二维纳米材料的水溶液；
2)使第一酸性水溶液与聚合单体进行第一混合分散，并使得到的聚合单体分散液与所述二维纳米材料的水溶液进行第二混合分散，得到含有聚合单体和二维纳米材料的混合液；
3)使第二酸性水溶液与氧化剂进行第二混合分散，制备氧化剂分散液；
4)使所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液与所述氧化剂分散液进行接触并使聚合单体进行聚合反应，得到聚合物溶液；
5)将所述聚合物溶液转移到柔性基底上并进行干燥，得到所述可穿戴导电气体薄膜传感器，
其中，所述二维纳米材料选自还原石墨烯、二硫化钼、黑磷和MXene中的至少一种；所述聚合单体选自苯胺、吡咯、噻吩或苯乙炔中的至少一种。
优选地，所述第一酸性水溶液和所述第二酸性水溶液中的酸分别选自盐酸、硫酸和高氯酸中的至少一种。
优选地，所述第一酸性水溶液和所述第二酸性水溶液中的酸的含量各自为0.8-1.2mol/L。
优选地，所述氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢、重铬酸盐、三氯化铁和抗坏血酸中的至少一种。
优选地，所述氧化剂分散液中的氧化剂的浓度为0.005-0.1mol/L。
优选地，所述柔性基底选自纤维素纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乳酸薄膜和聚二甲基硅氧烷薄膜中的至少一种。
优选地，所述聚合单体分散液中的聚合单体的浓度为0.005-0.1mol/L。
优选地，以聚合单体计的所述聚合单体分散液与以二维纳米材料计的所述二维纳米材料的水溶液的质量比为500-15000:1；
优选地，所述二维纳米材料的水溶液中的二维纳米材料含量为0.01-0.1mg/mL。
优选地，以聚合单体计的所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液与以氧化剂计的所述氧化剂分散液的摩尔用量比为1-2：1。
优选地，所述聚合反应的条件包括：反应温度为0-5℃，压力为常压，反应时间为1-12小时。
本发明第三方面提供一种由上述制备方法制备得到的可穿戴导电气体薄膜传感器。
本发明第四方面提供本发明的可穿戴的导电气体薄膜传感器在氨气、二氧化氮、硫化氢气体传感中的应用。
本发明的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴导电气体薄膜传感器制备方法工艺简单、能耗小、无污染、成本低廉，绿色环保，适合工业化生产。并且，由该方法制备得到的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴导电气体薄膜传感器，通过结合二维纳米材料及原位氧化聚合导电高分子得到特殊结构的导电高分子，赋予了三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴导电气体薄膜传感器良好的气体传感性能。将其用于制备气体传感器件时，气体传感响应值高、选择性好。
此外，本发明的可穿戴导电气体薄膜传感器结构新颖，比表面积大，结构因素使得其性能优异。
附图说明
图1是实施例1制得的可穿戴导电气体薄膜传感器的弯曲稳定性的气敏性能测试图。
图2是实施例1制得的可穿戴的导电气体传感薄膜的SEM图。
图3是实施例1制得的可穿戴的导电气体传感薄膜的TEM图。
图4是实施例1制得的可穿戴导电气体薄膜传感器室温下对不同浓度氨气的气体传感曲线。
图5为实施例1制备的可穿戴导电气体薄膜传感器的气体传感选择性柱状图。
图6是实施例2制得的可穿戴导电气体薄膜传感器室温下对10ppm氨气循环测试曲线。
图7是实施例2制得的可穿戴的导电气体传感薄膜的SEM图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
根据本发明第一方面，提供一种可穿戴导电气体薄膜传感器，其中，该可穿戴导电气体薄膜传感器包括柔性基底以及在所柔性基底上形成的气敏材料层，其中，所述气敏材料层含有二维纳米材料与导电高分子复合而成的材料，所述二维纳米材料选自石墨烯、二硫化钼、黑磷和MXene中的至少一种，所述导电高分子选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩或聚苯乙炔中的至少一种。
根据本发明，所述二维纳米材料选自石墨烯、二硫化钼、黑磷和MXene中的至少一种，优选为石墨烯。
根据本发明，所述导电高分子选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩或聚苯乙炔中的至少一种，优选为苯胺。
根据本发明，所述可穿戴导电气体薄膜传感器具有三维网络状结构。
优选地，所述可穿戴导电气体薄膜传感器具有：以二维纳米材料的为模板，通过二维纳米材料与导电高分子之间的静电作用、氢键作用和堆积，而在二维纳米材料表面及周围形成导电高分子而成的结构。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述三维网络状结构为三维网络状多级纳米结构，具体而言，所述三维网络状结构可以是二维纳米材料与导电高分子的网络状结构，同时二维纳米材料与二维纳米材料之间、导电高分子与导电高分子之间相互连接，且网络状结构相互堆叠而成的结构。以石墨烯与苯胺为例时，所述三维网络状多级纳米结构为石墨烯与苯胺的网络状结构，同时石墨烯与石墨烯之间、苯胺与苯胺之间也会相互连接，且网络状结构相互堆叠而成的结构。
根据本发明，所述柔性基底可以具有微孔，具有微孔的柔性基底的微孔孔径例如可以为0.2-0.4μm，例如可以为0.22μm。
此外，所述柔性基底的厚度没有特别的限定，例如可以为100-500μm，优选为100-250μm，例如可以为125μm或200μm。
优选地，所述柔性基底选自纤维素纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乳酸薄膜和聚二甲基硅氧烷薄膜中的至少一种。
根据本发明二方面，提供一种可穿戴导电气体薄膜传感器的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)制备二维纳米材料的水溶液；
2)使第一酸性水溶液与聚合单体进行第一混合分散，并使得到的聚合单体分散液与所述二维纳米材料的水溶液进行第二混合分散，得到含有聚合单体和二维纳米材料的混合液；
3)使第二酸性水溶液与氧化剂进行第二混合分散，制备氧化剂分散液；
4)使所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液与所述氧化剂分散液进行接触并使聚合单体进行聚合反应，得到聚合物溶液；
5)将所述聚合物溶液转移到柔性基底上并进行干燥，得到所述可穿戴导电气体薄膜传感器，
其中，所述二维纳米材料选自还原石墨烯、二硫化钼、黑磷和MXene中的至少一种；所述聚合单体选自苯胺、吡咯、噻吩或苯乙炔中的至少一种。
优选地，所述第一酸性水溶液和所述第二酸性水溶液中的酸分别选自盐酸、硫酸和高氯酸中的至少一种。
本发明的可穿戴的导电薄膜传感器利用二维纳米材料的特殊结构为模板，通过二维材料与导电高分子之间的静电作用、氢键作用和堆积，在二维材料表面及周围聚合导电高分子，制备三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的导电薄膜传感器，这样的可穿戴的导电薄膜传感器用于气体传感器件时，气体传感响应值高、选择性好。
下面，根据步骤对本发明进行说明。
1)二维纳米材料的水溶液的制备
本发明中，二维纳米材料的水溶液的制备可以采用本领域通常采用的各种方法来进行，只要能够得到二维纳米材料的水溶液即可。例如，在所述二维纳米材料为还原石墨烯时，可以通过改良的Hummers法制备石墨烯，再进行还原得到还原石墨烯的水溶液；在所述二维纳米材料为二硫化钼时，可以按照所需浓度，将二硫化钼通过超声细胞粉碎机分散在水中来制备二硫化钼的水溶液；在所述二维纳米材料为黑磷时，可以按照所需浓度，将黑磷通过超声细胞粉碎机分散在水中来制备黑磷的水溶液；在所述二维纳米材料为MXene时，可以按照所需浓度，将MXene通过超声细胞粉碎机分散在水中来制备MXene的水溶液。
所述二维纳米材料的水溶液中的二维纳米材料含量通常为0.01-0.1mg/mL，优选为0.03-0.07mg/mL，更优选为0.04-0.06mg/mL。例如可以为0.03mg/mL、0.04mg/mL、0.05mg/mL、0.06mg/mL和0.07mg/mL等。
2)含有聚合单体和二维纳米材料的混合液的制备
步骤2)中，使第一酸性水溶液与聚合单体进行第一混合分散，并使得到的聚合单体分散液与所述二维纳米材料的水溶液进行第二混合分散，得到含有聚合单体和二维纳米材料的混合液。
根据本发明，所述第一酸性水溶液中的酸优选为有机酸；更优选地，所述第一酸性水溶液中的酸选自盐酸、硫酸和高氯酸中的至少一种；特别优选地，所述第一酸性水溶液中的酸为盐酸。
作为所述第一酸性水溶液中的酸的含量例如可以为0.8-1.2mol/L，优选为0.9-1.1mol/L。例如可以为0.8mol/L、0.9mol/L、1.0mol/L、1.1mol/L和1.2mol/L等。
使第一酸性水溶液与聚合单体进行第一混合分散的条件没有特别的限定，只要能够得到均匀分散的聚合单体分散液即可。例如可以通过搅拌、超声等公知的方法进行所述第一混合分散。
另外，从操作的便利性来考虑，优选所述第一混合分散在室温下(5-45℃)进行，所述第一混合分散进行的时间以得到均匀的聚合单体分散液为准。
作为所述聚合单体分散液中的聚合单体的浓度，例如可以为0.005-0.1mol/L，优选为0.01-0.08mol/L，更优选为0.01-0.06mol/L。具体可以举出：0.005mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L、0.03mol/L、0.04mol/L、0.05mol/L、0.06mol/L、0.07mol/L、0.08mol/L、0.09mol/L和0.1mol/L等。
使得到的聚合单体分散液与所述二维纳米材料的水溶液进行第二混合分散的条件没有特别的限定，只要能够得到均匀分散的含有聚合单体和二维纳米材料的混合液即可。例如可以通过搅拌、超声等公知的方法进行所述第二混合分散，从分散的效率上考虑优选进行超声波分散。
另外，从操作的便利性来考虑，优选所述第一混合分散在室温下(5-45℃)进行，所述第一混合分散进行的时间以得到均匀的混合液为准。
作为所述聚合单体分散液与所述二维纳米材料的水溶液的用量，优选以聚合单体计的所述聚合单体分散液与以二维纳米材料计的所述二维纳米材料的水溶液的质量比为500-15000：1，更优选为800-12000：1。
通过本步骤获得的含有聚合单体和二维纳米材料的混合液在接下来的步骤中将用于与所述氧化剂分散液进行接触并使聚合单体进行聚合反应(也即本发明的步骤4))，为了便于聚合反应的进行，优选在与所述氧化剂分散液进行接触之前，将其温度调节为聚合反应进行的温度。
3)氧化剂分散液的制备
步骤3)中，使第二酸性水溶液与氧化剂进行第二混合分散，制备氧化剂分散液。对于所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液和所述氧化剂分散液的制备顺序没有特别的要求，可以先进行所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液的制备，再进行所述氧化剂分散液的制备；也可以先进行所述氧化剂分散液的制备，再进行含有聚合单体和二维纳米材料的混合液的制备；还可以同时进行含有聚合单体和二维纳米材料的混合液的制备和所述氧化剂分散液的制备。
根据本发明，所述第二酸性水溶液中的酸优选为有机酸；更优选地，所述第二酸性水溶液中的酸选自盐酸、硫酸和高氯酸中的至少一种；特别优选地，所述第二酸性水溶液中的酸为盐酸。
作为所述第二酸性水溶液中的酸的含量例如可以为0.8-1.2mol/L，优选为0.9-1.1mol/L。例如可以为0.8mol/L、0.9mol/L、1.0mol/L、1.1mol/L和1.2mol/L等。
使第二酸性水溶液与氧化剂进行第二混合分散的条件没有特别的限定，只要能够得到均匀分散的氧化剂分散液即可。例如可以通过搅拌、超声等公知的方法进行所述第二混合分散。
另外，从操作的便利性来考虑，优选所述第二混合分散在室温下(5-45℃)进行，所述第二混合分散进行的时间以得到均匀的氧化剂分散液为准。
作为所述氧化剂分散液中的氧化剂的浓度，例如可以为0.005-0.1mol/L，优选为0.01-0.08mol/L，更优选为0.01-0.04mol/L。具体可以举出：0.005mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L、0.03mol/L、0.04mol/L、0.05mol/L、0.06mol/L、0.07mol/L、0.08mol/L、0.09mol/L和0.1mol/L等。
所述氧化剂可以使用本领域通常使用的各种氧化剂。优选地，所述氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢、重铬酸盐、三氯化铁和抗坏血酸中的至少一种。
在本发明中，通过在氧化剂的作用下，聚合单体在二维纳米材料上聚合为短棒状导电高分子，在其周围生长为纤维状导电高分子，形成三维网络状结构，并且通过在聚合反应结束后，将复合物转移到柔性纤维素纸等基底上进行干燥，最终得到三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的导电薄膜传感器。
4)聚合物溶液的制备
步骤4)中，使所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液与所述氧化剂分散液进行接触并使聚合单体进行聚合反应，得到聚合物溶液。
所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液与所述氧化剂分散液的用量，优选以聚合单体计的所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液与以氧化剂计的所述氧化剂分散液的摩尔用量比为1-2：1，更优选为1.5-1：1。
优选地，所述聚合反应的条件包括：反应温度为0-5℃，压力为常压，反应时间为1-12小时。
5)可穿戴导电气体薄膜传感器的制备
步骤5)中，将所述聚合物溶液转移到柔性基底上并进行干燥，得到所述可穿戴导电气体薄膜传感器。
作为将所述聚合物溶液转移到柔性基底上的方法，没有特别的限定，可以为本领域通常使用的各种方法，例如可以是将所述聚合物溶液在具有微孔的柔性基底上进行抽滤的方法，也可以是将所述聚合物溶液涂覆在柔性基底的方法。
具有微孔的柔性基底的微孔孔径例如可以为0.2-0.4μm，例如可以为0.22μm。
所述柔性基底的厚度没有特别的限定，例如可以为100-500μm，优选为100-250μm，例如可以为125μm或200μm。
根据本发明，优选所述柔性基底选自纤维素纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乳酸薄膜和聚二甲基硅氧烷薄膜中的至少一种。
在本发明中，所述干燥可以采用本领域通常使用的各种方法进行，例如可以在室温(5-45℃)下自然干燥即可。
本发明第二方面提供一种由上述制备方法制备得到的可穿戴导电气体薄膜传感器。
本发明第三方面还提供本发明的可穿戴的导电气体薄膜传感器在氨气、二氧化氮、硫化氢气体传感中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1a：通过改良的Hummers法制备石墨烯：在1000mL烧瓶中加入磁子，加入120mL浓硫酸，然后缓慢加入2.5g硝酸钠，在冰水浴条件下搅拌溶解。加入5g石墨粉，在搅拌条件下慢慢加入15g高锰酸钾，控制温度不要升高。半小时后移除冰水浴，在室温下搅拌2小时。在搅拌条件下，缓慢加入100mL去离子水，有少量气泡产生，此时温度约为80℃。水浴保湿温度在80℃，在1小时内加入500mL去离子水。滴加30重量％双氧水除去多余的高锰酸钾，混合液颜色逐渐变为亮黄色，等待反应液冷却到接近室温，离心清洗。首先将反应液混合物全部离心下来，之后用5重量％盐酸清洗一次，然后用去离子水清洗至pH＝4～5，所得的氧化石墨烯分散到去离子水中，超声分散均匀。在反应釜中配置0.05mg/mL的氧化石墨烯，加入水合肼，在95℃的烘箱中反应1小时，得到还原石墨烯水溶液。
1b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.015M的苯胺单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.01M过硫酸铵分散液，将浓度为0.05mg/mL的还原石墨烯水溶液300μL加入浓度为0.015M的苯胺单体分散液中，超声分散均匀，5℃预冷。
1c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应6小时。
1d：将反应后的得到的聚合物溶液，抽滤到纤维素质基底上(纤维素纸，厚度约为100μm，孔直径0.22微米，以下相同)，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电纤维素纸膜。
上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性(参见图1)，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构(参见图2、3)。
将本实施例1制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构气体传感薄膜用于氨气气体传感器件的制备，制备方法如下：将制好的导电高分子纤维素纸膜裁为8毫米×8毫米大小，用导电银胶将导电面粘在测试台上。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状导二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为48.83，响应时间为92s，恢复时间为32s，如图4。选择性测试结果表明膜对100ppm的氨气的响应值为同浓度乙醇的44倍，甲醇的30倍，丙酮的36倍，异丙醇的42倍，如图5。
实施例2
2a：按照实验例1中1a步骤，制备还原石墨烯水溶液。
2b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.06M的苯胺单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.04M过硫酸铵分散液，将浓度为0.05mg/mL的还原石墨烯水溶液300μL加入苯胺单体分散液中，超声分散均匀，5℃预冷。
2c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应1小时。
2d：将反应后的得到的聚合物溶液，抽滤到纤维素质基底上，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电纤维素纸膜。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，另外，经扫描电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构(参见图7)。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构柔性导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为55.26，响应时间为98s，恢复时间为42s，如图6。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的54倍，甲醇的36倍，丙酮的41倍，异丙醇的56倍。
实施例3
3a：按照实验例1中1a步骤，制备还原石墨烯溶液。
3b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.015M的苯胺单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.015M过硫酸铵分散液，将浓度为0.05mg/mL的还原石墨烯水溶液加入苯胺单体分散液中，超声分散均匀，5℃预冷。
3c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应4小时。
3d：将反应后的得到的聚合物溶液，抽滤到纤维素质基底上(纤维素纸，厚度约为100μm，孔直径0.22微米，以下相同)，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电纤维素纸膜。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为42.54，响应时间为83s，恢复时间为43s。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的51倍，甲醇的39倍，丙酮的43倍，异丙醇的51倍。
实施例4
4a：按照实验例1中1a步骤，制备还原石墨烯溶液。
4b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.015M的苯胺单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.01M过硫酸铵分散液，将浓度为0.05mg/mL的还原石墨烯水溶液500μL加入苯胺单体分散液中，超声分散均匀，5℃预冷。
4c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应4小时。
4d：将反应后的得到的聚合物溶液，抽滤到纤维素质基底上(纤维素纸，厚度约为100μm，孔直径0.22微米)，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电纤维素纸膜(薄膜的厚度。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为39响应时间为78s，恢复时间为29s。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的48倍，甲醇的33倍，丙酮的48倍，异丙醇的51倍。
实施例5
5a：制备层状二硫化钼：取0.2g二硫化钼加入500mL烧杯中，加入160mL的N-甲基吡咯烷酮分散剂，然后用超声波细胞粉碎机，在冰水浴条件下，频率为超声2秒停4秒，共超声48小时。然后离心，1000转/分钟的转速下离心15分钟，取上层液体。收集后用乙醇洗涤，在8000转/分钟的转速下离心10分钟，重复2-3次，最后收集沉淀。溶于30mL水中，超声分散均匀。
5b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.015M的苯胺单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.01M过硫酸铵分散液，将300μL的浓度为0.05mg/mL的二硫化钼水溶液加入苯胺单体分散液中，超声分散均匀，5℃预冷。
5c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应8小时。
5d：将反应后的得到的聚合物溶液，抽滤到纤维素质基底上(纤维素纸，厚度约为100μm，孔直径0.22微米)，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电纤维素纸膜(薄膜的厚度。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为35.68，响应时间为42s，恢复时间为50s。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的48倍，甲醇的33倍，丙酮的48倍，异丙醇的51倍。
实施例6
6a：按照实验例5中5a步骤，制备二硫化钼溶液。
6b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.015M的苯胺单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.02M抗坏血酸分散液，将300μL的浓度为0.05mg/mL的二硫化钼水溶液加入苯胺单体液中，超声分散均匀，5℃预冷。
6c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应8小时。
6d：将反应后的得到的聚合物溶液，抽滤到纤维素质基底上(纤维素纸，厚度约为100μm，孔直径0.22微米)，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电纤维素纸膜(薄膜的厚度。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为38.33，响应时间为54s，恢复时间为56s。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的55倍，甲醇的35倍，丙酮的39倍，异丙醇的49倍。
实施例7
7a：按照实验例1中1a步骤，制备还原石墨烯溶液。
7b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.015M的苯胺单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.02M三氯化铁分散液，将浓度为0.05mg/mL的还原石墨烯水溶液300μL加入浓度为苯胺单体液中，超声分散均匀，5℃预冷。
7c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应6小时。
7d：将反应后的得到的聚合物溶液，抽滤到纤维素质基底上(纤维素纸，厚度约为100μm，孔直径0.22微米)，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电纤维素纸膜(薄膜的厚度。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为46.87，响应时间为83s，恢复时间为46s。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的47倍，甲醇的32倍，丙酮的36倍，异丙醇的48倍。
实施例8
8a：按照实验例1中1a步骤，制备还原石墨烯溶液。
8b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.01M的吡咯单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.01M过硫酸铵分散液，将浓度为0.05mg/mL的还原石墨烯水溶液500μL加入浓度为吡咯单体分散液中，超声分散均匀，5℃预冷。
8c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应6小时。
8d：将反应后的得到的聚合物溶液，抽滤到纤维素质基底上(纤维素纸，厚度约为100μm，孔直径0.22微米)，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电纤维素纸膜。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为6，响应时间为93s，恢复时间为108s。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的25倍，甲醇的18倍，丙酮的14倍，异丙醇的23倍。
实施例9
9a：按照实验例1中1a步骤，制备还原石墨烯溶液。
9b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.01M的噻吩单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.02M抗坏血酸分散液，将浓度为0.05mg/mL的还原石墨烯水溶液500μL加入噻吩单体分散液中，超声分散均匀，5℃预冷。
9c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应6小时。
9d：将反应后的得到的聚合物溶液，滚涂到聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度为125微米)上，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构薄膜。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为49.24，响应时间为43s，恢复时间为59s。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的36倍，甲醇的27倍，丙酮的33倍，异丙醇的44倍。
实施例10
10a：按照实验例1中1a步骤，制备还原石墨烯水溶液。
10b：30mL 1M盐酸溶液中配置0.06M的苯胺单体分散液，5℃预冷，再于20mL 1M盐酸配置0.04M过硫酸铵分散液，将浓度为0.05mg/mL的还原石墨烯水溶液300μL加入苯胺单体液中，超声分散均匀，5℃预冷。
10c：将酸性氧化剂水溶液倒入酸性二维纳米材料/单体水溶液中，搅拌均匀，5℃条件下反应1小时。
10d：将反应后的得到的聚合物溶液，喷涂到聚二甲基硅氧烷薄膜(厚度为200微米)上，室温干燥，即得三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构的柔性、可穿戴的复合结构导电薄膜。
通过与实施例1相同的测定方法可知，上述实施例中所制备的产品具有很好的弯曲稳定性，经扫描和投射电镜表征可鉴定为三维网络状多级纳米结构。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构透明导电薄膜传感器用于氨气气体传感，步骤同实施例1。
性能检测：以氨水作为氨气气源，计算好加入量，在18升的气罩内配置1ppm、5ppm、10ppm、50ppm、100ppm的氨气。选择合适的负载卡，首先进行基线扫描,而后进行不同浓度氨气气敏测试。响应值定义为R＝(Rg-R0)/R0＝ΔR/R0，其中Rg为膜在目标气体下的电阻，R0为膜在空气下的电阻。响应时间为传感器接触被测气体后，膜电阻由R0升高到(Rg-R0)×90％所需要的时间；恢复时间为传感器脱离被测气体后，电阻由Rg降低到Rg-(Rg-R0)×90％所需要的时间。
将本实施例制备的三维网络状二维纳米材料/导电高分子复合结构柔性导电薄膜传感器用于氨气气体传感，能够实现对氨气的吸附和脱附，并且在浓度为1ppm即有响应，100ppm的响应值为42.57，响应时间为35s，恢复时间为42s。选择性测试结果表明膜对100ppm氨气的响应值为同浓度乙醇的31倍，甲醇的25倍，丙酮的30倍，异丙醇的26倍。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种可穿戴导电气体薄膜传感器，其特征在于，该可穿戴导电气体薄膜传感器包括柔性基底以及在所柔性基底上形成的气敏材料层，其中，所述气敏材料层含有二维纳米材料与导电高分子复合而成的材料，所述二维纳米材料选自石墨烯、二硫化钼、黑磷和MXene中的至少一种，所述导电高分子选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩或聚苯乙炔中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的可穿戴导电气体薄膜传感器，其中，所述可穿戴导电气体薄膜传感器具有三维网络状结构。
3.根据权利要求1或2所述的可穿戴导电气体薄膜传感器，其中，所述可穿戴导电气体薄膜传感器具有：以二维纳米材料的为模板，通过二维纳米材料与导电高分子之间的静电作用、氢键作用和堆积，而在二维纳米材料表面及周围形成导电高分子而成的结构。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的可穿戴导电气体薄膜传感器，其中，所述柔性基底选自纤维素纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乳酸薄膜和聚二甲基硅氧烷薄膜中的至少一种。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的可穿戴导电气体薄膜传感器，其中，所述柔性基底的厚度为100-500μm。
6.一种可穿戴导电气体薄膜传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)制备二维纳米材料的水溶液；
2)使第一酸性水溶液与聚合单体进行第一混合分散，并使得到的聚合单体分散液与所述二维纳米材料的水溶液进行第二混合分散，得到含有聚合单体和二维纳米材料的混合液；
3)使第二酸性水溶液与氧化剂进行第二混合分散，制备氧化剂分散液；
4)使所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液与所述氧化剂分散液进行接触并使聚合单体进行聚合反应，得到聚合物溶液；
5)将所述聚合物溶液转移到柔性基底上并进行干燥，得到所述可穿戴导电气体薄膜传感器，
其中，所述二维纳米材料选自还原石墨烯、二硫化钼、黑磷和MXene中的至少一种；所述聚合单体选自苯胺、吡咯、噻吩或苯乙炔中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一酸性水溶液和所述第二酸性水溶液中的酸分别选自盐酸、硫酸和高氯酸中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一酸性水溶液和所述第二酸性水溶液中的酸的含量各自为0.8-1.2mol/L。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢、重铬酸盐、三氯化铁和抗坏血酸中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述氧化剂分散液中的氧化剂的浓度为0.005-0.1mol/L。
11.根据权利要求6-10中任意一项所述的方法，其中，所述柔性基底选自纤维素纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乳酸薄膜和聚二甲基硅氧烷薄膜中的至少一种。
12.根据权利要求6-10中任意一项所述的方法，其中，所述聚合单体分散液中的聚合单体的浓度为0.005-0.1mol/L。
13.根据权利要求6-10中任意一项所述的方法，其中，以聚合单体计的所述聚合单体分散液与以二维纳米材料计的所述二维纳米材料的水溶液的质量比为500-15000：1。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述二维纳米材料的水溶液中的二维纳米材料含量为0.01-0.1mg/mL。
15.根据权利要求6-10中任意一项所述的方法，其中，以聚合单体计的所述含有聚合单体和二维纳米材料的混合液与以氧化剂计的所述氧化剂分散液的摩尔用量比为1-2：1。
16.根据权利要求6-10中任意一项所述的方法，其中，所述聚合反应的条件包括：反应温度为0-5℃，压力为常压，反应时间为1-12小时。
17.一种可穿戴导电气体薄膜传感器，其特征在于，通过权利要求6-16中任意一项所述的方法制备得到。
18.权利要求1-5和9中任意一项所述的可穿戴的导电气体薄膜传感器在氨气、二氧化氮、硫化氢气体传感中的应用。
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