CN114577864A - 一种改善金属盐中毒效应的mems硫化氢传感器及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器及制备方法，涉及基于有机/无机复合纳米材料的硫化氢传感器技术领域，以解决现有抗中毒型硫化氢气体传感器的制备存在高耗能或合成工艺复杂的技术问题。传感器包括衬底、叉指电极以及附着于叉指电极表面的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜。本发明的复合敏感膜内含的氢离子一方面与金属离子形成竞争掺杂影响敏感材料的导电能力，即在硫化氢氛围中金属离子脱掺杂与氢离子替补掺杂共同促进敏感膜自身的导电性，导致传感器电阻下降；另一方面在传感器恢复过程中提供酸性环境以在空气环境下促进金属硫化物在空气中重新转化成金属盐，使传感器恢复初始状态。

Description

一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器及制备方法
技术领域
本发明涉及电阻型薄膜MEMS气体传感器领域，更具体的是涉及基于有机/无机复合纳米材料的硫化氢传感器技术领域。
背景技术
硫化氢是一种剧毒环境污染物，其来源广泛、易于富集的特点使其在密闭环境（如下水道、矿场、地下室、锅炉房中）中的检测十分重要。此外硫化氢在体内主要由呼吸与消化系统中的细菌代谢蛋白质等含硫有机物产生，因此也被视作口臭等疾病的一种特征标志物。考虑到上述密闭环境中还存在大量高浓度可燃气体，不宜使用需要工作在高温环境下的传感器，因此开发具有高灵敏、快响应、低检测下限的室温硫化氢气体传感器具有十分广阔的应用前景。
微机电系统(Microelectromechanical Systems, MEMS)制造工艺是下至纳米尺度，上至毫米尺度微结构加工工艺的通称。MEMS传感器工艺相对于传统的传感器制备方法具有小型、集成、可大批量生产的优势。目前报道较多的基于MEMS的室温硫化氢气体传感器主要基于过渡金属氧化物半导体材料或者过渡金属盐材料，因其可以与硫化氢反应形成导电性良好的金属硫化物，从而显著降低传感器的电阻值。然而，大部分金属硫化物在室温条件下性能稳定、不易氧化，因此传感器的电阻难以恢复。这种现象被称为传感器的中毒效应，在硫化氢传感器中时常报道。因此，如何改善这类传感器的潜在中毒问题对进一步开展传感器的应用研究十分关键。
针对抗中毒型硫化氢气体传感器的研究，近年来报道主要集中于加热辅助传感器恢复、形成p-n异质结以及紫外光激励恢复等手段。然而这些方法存在高耗能或合成工艺复杂等不足，限制了这类传感器的进一步发展。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述抗中毒型硫化氢气体传感器的制备存在高耗能或合成工艺复杂的技术问题，本发明提供一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器及制备方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，包括衬底和叉指电极，还包括附着于叉指电极表面的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜，复合敏感膜内含的氢离子一方面与金属离子形成竞争掺杂影响敏感材料的导电能力，即在硫化氢氛围中金属离子脱掺杂与氢离子替补掺杂共同促进敏感膜自身的导电性，导致传感器电阻下降；另一方面在传感器恢复过程中提供酸性环境以在空气环境下促进金属硫化物在空气中重新转化成金属盐，使传感器恢复初始状态。
本申请的技术方案中，由于金属硫化物在含氧酸性条件下可以重新转化成盐，通过将金属盐作为掺杂剂加入酸性聚合物中，不仅可以改善金属盐基硫化氢传感器因中毒无法恢复的问题，还可以通过影响金属离子/氢离子掺杂程度来进一步提升酸性聚合物/金属盐复合敏感膜的响应。
本申请硫化氢传感器的气敏/抗中毒机理为：传感器暴露于硫化氢环境中，金属离子会与硫化氢反应生成具有良好导电性的金属硫化物，导致酸性聚合物/金属盐复合敏感膜中金属离子脱掺杂的同时多余的氢离子会占据金属离子脱掺杂的空位实现氢离子的替补掺杂，从而增强酸性聚合物/金属盐复合敏感膜自身的导电性并进一步提升了传感器的响应。当传感器重新暴露于空气环境中，金属硫化物在酸性含氧环境下重新转化成对应的金属盐，这个过程中会消耗大量的氢离子，导致酸性聚合物/金属盐复合敏感膜中先前替补掺杂的氢离子脱掺杂、金属离子重新占据脱掺杂形成的空位，回到初始状态。
涉及到的化学反应式如下，其中PANI-Cu2+与PANI-H+分别为铜离子和氢离子掺杂聚苯胺的化学态：
Figure 535534DEST_PATH_IMAGE001
Figure 905204DEST_PATH_IMAGE002
Figure 91466DEST_PATH_IMAGE003
Figure 921231DEST_PATH_IMAGE004
进一步的，传感器表面附着的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜的制备方法如下：将金属盐溶解于酸溶液中形成混合液，然后将酸性聚合物单体注入该混合液获得反应液，最后采用氧化聚合的方法使该反应液在叉指电极表面聚合生长形成酸性聚合物/金属盐复合敏感膜，最后在氮气环境下吹干得到硫化氢传感器。
进一步的，金属盐包括铜盐、锌盐、镍盐或锰盐中的至少一种，金属盐的浓度为0.05-0.1 mol/L。
进一步的，酸性聚合物单体包括酸性聚合物单体包括苯胺、吡咯、噻吩、3-己基噻吩或3,4-乙烯二氧噻吩中的至少一种。
优选的，酸溶液的酸根离子与掺杂的金属盐的酸根离子相同。
进一步的，氧化聚合的方法包括电化学聚合法、化学氧化聚合法、紫外光激励聚合法、微波辅助聚合法中的任一种。
进一步的，衬底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、硅、二氧化硅或氮化硅陶瓷中的任一种。
进一步的，叉指电极的材料选自金、银、铜、石墨烯、碳纳米管或导电聚合物中的任意一种，其制备方法采用蒸镀、溅射、丝网印刷、打印或点胶中的任意一种。
一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、取衬底，分别经丙酮与乙醇清洗并干燥，表面制备叉指电极备用；
步骤2、在5-10℃条件下，将0.5-3mmol金属盐溶解于20-50mL，1-3mol/L的酸溶液中形成混合液，然后将100-300μL酸性聚合物单体注入该混合液并充分搅拌得到反应液；
步骤3、开始氧化聚合反应，当反应液颜色开始变暗时，将制备好的叉指电极浸泡在反应液中，15-20min后取出并用与反应液浓度相同的对应金属盐的酸溶液滴洗器件表面，然后用氮气吹干并置于室温条件真空保存得到硫化氢传感器；或当反应液颜色开始变暗时置于避光、阴凉处24h，再将制备好的叉指电极用反应液浓度相同的对应金属盐的酸溶液洗涤多次后滴涂该反应液在叉指电极表面制成硫化氢传感器。
进一步的，氧化聚合方法包括化学氧化聚合法，电化学聚合法，紫外光激励聚合法或微波辅助聚合法，其中，化学氧化聚合法采用10-20mL，0.1mol/L过硫酸铵逐滴加入上述反应液，并充分搅拌；电化学聚合法采用电化学工作站，将阴阳两极插入上述反应液中，通入2.0-4.0mA/cm2电流直接聚合；紫外光激励聚合采用紫外光源照射溶液，紫外光源选用265nm波长，功率密度为50-200W/m2；微波辅助聚合法采用微波反应器，功率为20-100W。
本发明的有益效果如下：
1、通过引入导电能力受掺杂离子影响的酸性聚合物，以及在聚合过程中掺入金属盐材料，实现酸性聚合物/金属盐复合敏感膜中金属离子与氢离子共掺杂的形态；
2、酸性聚合物/金属盐复合敏感膜内含的氢离子一方面与金属离子形成竞争掺杂影响敏感材料的导电能力，即在硫化氢氛围中金属离子脱掺杂与氢离子替补掺杂共同促进敏感膜自身的导电性；另一方面在传感器恢复过程中提供酸性环境以在空气环境下促进金属硫化物在空气中重新转化成金属盐，使传感器恢复初始状态；
3、本发明提出的硫化氢传感器不仅可以提升单一聚合物材料的气敏性能，还可以改善单一金属盐材料暴露在硫化氢环境后无法恢复的问题。
附图说明
图1是本发明的MEMS硫化氢传感器结构示意图；
图2是本发明实施例1与对比例1在80% RH湿度环境下对10ppm硫化氢的实时电阻变化图；
图3为本发明实施例1在80% RH湿度环境下、空气与氮气为载气的条件下对10ppm硫化氢的实时电阻变化图；
图4为本发明实施例1的敏感材料内的X射线光电子能谱的氮（N）元素在空气环境与硫化氢环境的对比图；
图5为本发明实施例1的敏感材料内的X射线光电子能谱的铜（Cu）元素在空气环境与硫化氢环境的对比图；
图6为本发明实施例1的敏感材料内的X射线光电子能谱的硫（S）元素在空气环境与硫化氢环境的对比图；
图7为本发明实施例1在80%RH湿度环境下、以空气为载气对1-10ppm硫化氢的实时电阻变化图；
图8为本发明实施例1在80%RH湿度环境下、以空气为载气对10ppm硫化氢的重复电阻变化图。
附图标记：1-衬底，2-叉指电极，3-复合敏感膜。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，包括PI衬底1和金叉指电极2以及设置于金叉指电极2表面的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜3，其中酸性聚合物拟采用盐酸掺杂的聚苯胺，金属盐拟采用氯化铜，具体制备步骤如下：
步骤1、取一块厚度为0.1mm的聚酰亚胺(PI)衬底1分别经化学试剂丙酮与乙醇清洗并干燥，表面蒸镀120μm厚度的金叉指电极2备用；
步骤2、在10℃下，将341mg二水合氯化铜粉末溶解于25mL，2mol/L的盐酸溶液中得到0.08 mol/L的氯化铜盐酸溶液，然后将125μL苯胺单体注入上述氯化铜盐酸溶液并充分搅拌得到反应液；
步骤3、采用化学氧化聚合法进行材料制备：将12.5mL，0.1mol/L的过硫酸铵溶液作为氧化剂滴加到反应液中并不断搅拌，2min内滴加完成后继续搅拌，观察当反应液颜色开始变暗时，将制备好的金叉指电极2浸泡在反应液中，15min后取出并用0.08mol/L的氯化铜盐酸溶液滴洗器件表面，然后用氮气吹干并置于室温条件真空保存得到氯化铜掺杂的聚苯胺硫化氢传感器。
实施例2
本实施例提供了一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，包括PET衬底和银叉指电极以及设置于叉指电极表面的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜，其中酸性聚合物拟采用盐酸掺杂的聚吡咯，金属盐拟采用氯化锌，具体制备步骤如下：
步骤1、取一块厚度为0.3mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底分别经化学试剂丙酮与乙醇清洗并干燥，表面溅射150nm厚度的银叉指电极备用；
步骤2、在10℃下，将340.78mg氯化锌粉末溶解于20mL，1.8mol/L的盐酸溶液中得到0.1 mol/L的氯化锌盐酸溶液，然后将175μL吡咯单体注入上述氯化锌盐酸溶液并充分搅拌得到反应液；
步骤3、采用化学氧化聚合法进行材料制备：将10mL，0.1mol/L的过硫酸铵溶液作为氧化剂滴加到反应液中并不断搅拌，2min内滴加完成后继续搅拌，观察当反应液颜色开始变暗时，将制备好的叉指电极浸泡在反应液中，15min后取出并用0.1mol/L的氯化锌盐酸溶液滴洗器件表面，然后用氮气吹干并置于室温条件真空保存得到氯化锌掺杂的聚吡咯硫化氢传感器。
实施例3
本实施例提供了一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，包括PMMA衬底和铜叉指电极以及设置于叉指电极表面的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜，其中酸性聚合物拟采用硫酸掺杂的聚噻吩，金属盐拟采用硫酸镍，具体制备步骤如下：
步骤1、取一块厚度为0.15mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PMMA)衬底分别经化学试剂丙酮与乙醇清洗并干燥，表面丝网印刷1 mm厚度的铜叉指电极备用；
步骤2、在5℃下，将309.52mg硫酸镍粉末溶解于40mL，3mol/L的硫酸溶液中得到0.05 mol/L的硫酸镍硫酸溶液，然后将100μL噻吩单体注入上述硫酸镍硫酸溶液并充分搅拌得到反应液；
步骤3、采用电化学聚合法进行材料制备：将电化学工作站的铜锌电极插入反应液中，通过施加4.0mA/cm2电流直接聚合，观察当反应液颜色开始变暗时，将制备好的叉指电极浸泡在反应液中，15min后取出并用0.05mol/L的硫酸镍硫酸溶液滴洗器件表面，然后用氮气吹干并置于室温条件真空保存得到硫酸镍掺杂的聚噻吩硫化氢传感器。
实施例4
本实施例提供了一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，包括硅衬底和石墨烯叉指电极以及设置于叉指电极表面的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜，其中酸性聚合物拟采用聚苯乙烯磺酸掺杂的聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT:PSS），金属盐拟采用聚苯乙烯磺酸钙，具体制备步骤如下：
步骤1、取一块厚度为0.2mm的硅衬底分别经化学试剂丙酮与乙醇并干燥，表面打印600nm厚度的石墨烯叉指电极备用。
步骤2、在5℃下，将300mg聚苯乙烯磺酸钙粉末溶解于25mL，4mol/L的聚苯乙烯磺酸溶液中得到对应浓度（因分子量不定无法得到具体的摩尔浓度）的聚苯乙烯磺酸钙聚苯乙烯磺酸溶液，然后将100μL3,4-乙烯二氧噻吩单体注入上述聚苯乙烯磺酸钙聚苯乙烯磺酸溶液并充分搅拌得到反应液；
步骤3、采用微波辅助聚合法进行材料制备：将反应液置于微波发生器中，通过施加40W功率直接聚合，观察当反应液颜色开始变暗时，将制备好的叉指电极浸泡在反应液中，15min后取出并用对应浓度的聚苯乙烯磺酸钙聚苯乙烯磺酸溶液滴洗器件表面，然后用氮气吹干并置于室温条件真空保存得到聚苯乙烯磺酸钙掺杂的PEDOT:PSS硫化氢传感器。
实施例5
本实施例提供了一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，包括碳化硅陶瓷衬底和碳纳米管叉指电极以及设置于叉指电极表面的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜，其中酸性聚合物拟采用硫酸掺杂的聚己噻吩，金属盐拟采用硫酸锰，具体制备步骤如下：
步骤1、取一块厚度为0.4mm的碳化硅衬底分别经化学试剂丙酮与乙醇清洗并干燥，采用点胶法制备1.2 mm厚度的碳纳米管叉指电极备用；
步骤2、在5℃下，将755mg硫酸锰粉末溶解于50mL，2mol/L的硫酸溶液中得到0.1mol/L的硫酸锰硫酸溶液，然后将150μL3-己基噻吩单体注入上述硫酸锰硫酸溶液并充分搅拌得到反应液；
步骤3、采用电化学聚合法进行材料制备：将电化学工作站的铜锌电极插入反应液中，通过施加4.0mA/cm2电流直接聚合，观察当反应液颜色开始变暗时，将制备好的叉指电极浸泡在反应液中，15min后取出并用0.1mol/L的硫酸锰硫酸溶液滴洗器件表面，然后用氮气吹干并置于室温条件真空保存得到硫酸锰掺杂的聚己噻吩硫化氢传感器。
实施例6
本实施例提供了一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，包括二氧化硅衬底和导电聚合物叉指电极以及附着的气敏材料，其中酸性聚合物拟采用硫酸掺杂的聚苯胺，金属盐拟采用硫酸亚铁，具体制备步骤如下：
步骤1、取一块厚度为0.16mm的二氧化硅衬底经化学试剂丙酮与乙醇清洗并干燥，表面蒸镀300 nm厚度的导电聚合物叉指电极备用；
步骤2、在10℃下，将455.72mg硫酸亚铁粉末溶解于30mL，2.5mol/L的硫酸溶液中得到0.1mol/L的硫酸亚铁硫酸溶液，然后将200μL苯胺单体注入上述硫酸亚铁硫酸溶液并充分搅拌得到反应液；
步骤3、采用紫外光聚合法进行材料制备：将反应液置于紫外光条件下（265nm，功率密度为50W/m2）直接聚合，观察当反应液颜色开始变暗时，将制备好的叉指电极浸泡在反应液中，15min后取出并用0.1mol/L的硫酸亚铁硫酸溶液滴洗器件表面，然后用氮气吹干并置于室温条件真空保存得到硫酸亚铁掺杂的聚苯胺硫化氢传感器。
对比例1：
为探究聚苯胺酸掺杂是否会影响传感器的恢复能力，在PI叉指电极表面制备了氯化铜掺杂本征态聚苯胺敏感薄膜。具体制备步骤与实施例1同，区别在于对比例1中使用的是0.08mol/L的氯化铜水溶液。
1.聚苯胺酸掺杂与否对传感器气敏性能的影响
测试方法：将器件放入测试腔中，采用鼓泡法加湿与动态配气相结合的方法为测试腔提供高湿硫化氢环境（80% RH），测试腔的电极接触点通过电阻仪进行电阻曲线的测试。
测试结果：图2为实施例1与对比例1在80%RH湿度环境下对10ppm硫化氢的实时电阻变化图。测试结果表明当暴露于硫化氢时，实施例1与对比例1的传感器电阻均出现明显的下降，但明显可以看到实施例1的电阻可以恢复，而对比例1的电阻无法恢复，表明聚苯胺中氢离子的掺杂对传感器的恢复至关重要。图2中
Figure 532340DEST_PATH_IMAGE005
表示盐酸掺杂聚苯胺/氯化铜曲线对应的电阻量程；
Figure 26907DEST_PATH_IMAGE006
表示本征态聚苯胺/氯化铜曲线对应的电阻量程。
2.氧气参与与否对传感器气敏性能的影响
测试方法：将器件放入测试腔中，采用鼓泡法与动态配气相结合的方法为测试腔提供高湿硫化氢环境（80%RH）。首先采用干燥空气作为配气源进行气体测试，测完后改用干燥氮气作为配气源再进行相同的测试。
测试结果：图3为实施例1在80%RH湿度环境下、分别以空气与氮气为载气对10ppm硫化氢的实时电阻变化对比图。测试结果表明当暴露于硫化氢时，传感器电阻均出现明显的下降，但明显可以看到空气为载气时传感器电阻可以恢复，而氮气为载气时电阻无法恢复，表明氧气的存在对传感器的恢复至关重要。
3.敏感材料（酸性聚合物/金属盐复合敏感膜）在整个敏感周期内的变化
实施例1中的敏感材料在空气氛围与硫化氢氛围中的X射线光电子能谱的氮（N）元素、铜（Cu）元素、硫（S）元素变化分别如图4、图5、图6所示，从图中可以发现：氮元素的四个特征峰分别代表着醌上的亚胺（=N-）、苯胺上的亚胺（=NH-）、双极化子状态下的带正电亚胺（=NH+-）和极化子状态下的质子化胺（=NH2 +-），后两种状态常见于质子酸掺杂的聚苯胺形态，计算峰面积占比可得敏感材料的掺杂度为17.66%；铜元素的特征峰分别代表着氯化铜的Cu+2p3/2, Cu+2p1/2和Cu2+空位特征峰；硫元素的特征峰表明敏感材料中含有部分的硫酸根离子。当材料暴露于硫化氢后，氮元素的掺杂峰强明显增大，计算得到敏感材料的掺杂度为25.25%；铜元素中的Cu2+空位特征峰消失，取而代之的是Cu2+2p3/2的特征峰；硫元素出现了S2-的新特征峰。这些证据表明当材料与硫化氢反应后，在生成了硫化铜（CuS）的同时也生成了盐酸，并成功掺杂进入聚苯胺中，导致聚苯胺的掺杂度提升。敏感材料（酸性聚合物/金属盐复合敏感膜）的变化情况为传感器的响应机理提供了相关的证据。
4.实施例1的气敏性能
图7展示了实施例1的传感器在80%RH湿度环境下、以空气为载气对1-10ppm硫化氢的实时电阻变化对比图。测试结果表明传感器可以检测1-10ppm硫化氢，且具有完全恢复的能力。图8展示了该传感器针对10ppm硫化氢的6次循环检测，测试结果表明传感器具有一定的重复检测能力。

Claims (10)

1.一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，包括衬底和叉指电极，其特征在于，还包括附着于叉指电极表面的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜，复合敏感膜内含的氢离子一方面与金属离子形成竞争掺杂影响敏感材料的导电能力，即在硫化氢氛围中金属离子脱掺杂与氢离子替补掺杂共同促进敏感膜自身的导电性，导致传感器电阻下降；另一方面在传感器恢复过程中提供酸性环境以在空气环境下促进金属硫化物在空气中重新转化成金属盐，使传感器恢复初始状态。
2.根据权利要求1所述的一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，其特征在于，传感器表面附着的酸性聚合物/金属盐复合敏感膜的制备方法如下：将金属盐溶解于酸溶液中形成混合液，然后将酸性聚合物单体注入该混合液获得反应液，最后采用氧化聚合的方法使该反应液在叉指电极表面聚合生长形成酸性聚合物/金属盐复合敏感膜，最后在氮气环境下吹干得到硫化氢传感器。
3.根据权利要求2所述的一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，其特征在于，金属盐包括铜盐、锌盐、镍盐或锰盐中的至少一种，金属盐的浓度为0.05-0.1 mol/L。
4.根据权利要求2所述的一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，其特征在于，酸性聚合物单体包括苯胺、吡咯、噻吩、3-己基噻吩或3,4-乙烯二氧噻吩中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，其特征在于，酸溶液的酸根离子与掺杂的金属盐的酸根离子相同。
6.根据权利要求2所述的一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，其特征在于，氧化聚合的方法包括电化学聚合法、化学氧化聚合法、紫外光激励聚合法、微波辅助聚合法中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，其特征在于，衬底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、硅、二氧化硅或氮化硅陶瓷中的任一种。
8.根据权利要求1所述的一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器，其特征在于，叉指电极的材料选自金、银、铜、石墨烯、碳纳米管或导电聚合物中的任意一种。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种改善金属盐中毒效应的MEMS硫化氢传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、取衬底，分别经丙酮与乙醇清洗并干燥，表面制备叉指电极备用；
步骤2、在5-10℃条件下，将0.5-3 mmol金属盐溶解于20-50mL，1-3 mol/L的酸溶液中形成混合液，然后将100-300 μL酸性聚合物单体注入该混合液并充分搅拌得到反应液；
步骤3、开始氧化聚合反应，当反应液颜色开始变暗时，将制备好的叉指电极浸泡在反应液中，15-20 min后取出并用与反应液浓度相同的对应金属盐的酸溶液滴洗器件表面，然后用氮气吹干并置于室温条件真空保存得到硫化氢传感器；或当反应液颜色开始变暗时置于避光、阴凉处24 h，再将制备好的叉指电极用反应液浓度相同的对应金属盐的酸溶液洗涤多次后滴涂该反应液在叉指电极表面制成硫化氢传感器。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，氧化聚合方法包括化学氧化聚合法，电化学聚合法，紫外光激励聚合法或微波辅助聚合法，其中，化学氧化聚合法采用10-20mL，0.1 mol/L过硫酸铵逐滴加入上述反应液，并充分搅拌；电化学聚合法采用电化学工作站，将阴阳两极插入上述反应液中，通入2.0-4.0mA/cm2电流直接聚合；紫外光激励聚合采用紫外光源照射溶液，紫外光源选用265 nm波长，功率密度为50-200 W/m2；微波辅助聚合法采用微波反应器，功率为20-100 W。
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