一种二氧化氮气体传感器及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种二氧化氮气体传感器，其特征在于：所述二氧化氮气体传感器采用将硼烯或硼烯的异质结构沉积在传感器电极芯片上。2.根据权利要求1所述的二氧化氮气体传感器，其特征在于：所述硼烯的异质结构中的二维层状材料为石墨、氮化硼、黑磷、过渡金属二硫族化合物或过渡族金属碳化物。3.一种根据权利要求1或2所述的二氧化氮气体传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将固体硼源置于真空反应装置中，在还原性气氛中400～1100℃热分解处理600～300min，再经多次超声离心清洗后，得到高质量的硼烯纳米片；(2)将体相材料在有机溶剂中分散，之后进行超声剥离，确保超声过程的温度保持恒定，体相材料剥离得二维层状材料原始分散液，通过离心处理，分离未剥离的块体，将分离液烘干得二维层状材料；(3)将硼烯纳米片或硼烯纳米片和二维层状材料混合物分散于乙醇溶液中，超声振荡30min至分散均匀，得到硼烯基纳米材料乙醇悬浮液；(4)将传感电极芯片置于手套箱60～150℃加热板上，用移液枪将硼烯基纳米材料乙醇悬浮液滴涂到叉指电极芯片表面，令硼烯基纳米材料乙醇悬浮液均匀覆盖在电极芯片；加热60～240min使乙醇溶液挥发完，硼烯基纳米材料沉积到电极芯片表面形成传感器膜连通传感电极；(5)将传感电极芯片采用引线键合技术连线到封装基板上，最终制作成传感器。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述硼源为硼氢化钠、硼氢化锂、硼氢化钾、硼氘化钠、氰基硼氢钠、四甲基硼氢化铵、四甲基三乙酰氧硼氢化铵、三仲丁基硼氢化锂、双(三苯基膦)硼氢化亚铜、四丁基硼氢化铵、三乙基硼氢化锂、三仲丁基硼氢化锂、三戊基硼氢化锂、三(3，5
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二甲基
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吡唑基)硼氢化钾、四正丁基硼氢化铵、三异丁基硼氢化钾或苄基三苯基膦硼氢化物。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述体相材料为石墨、氮化硼、黑磷、过渡金属二硫族化合物或过渡族金属碳化物。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述机溶剂为n
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甲基吡咯烷酮、n,n
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、n,n
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二甲基丙烯酰胺或四甲基脲。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中超声剥离采用超声清洗机，超声功率范围为50～600w，超声时间范围为0.5～50h。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中超声剥离采用冷却水循环系统确保超声过程的温度保持恒定，控制超声水浴的温度为20～80℃。9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中硼烯纳米片和二维层状材料质量比为1:0～1:20。10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述硼烯基纳米材料乙醇悬浮液的质量浓度范围为0.1～100mg/ml。

技术总结
本发明公开了一种制备硼烯及其异质结构气体传感器件的方法，包括以下步骤：首先将硼源在还原性气氛中450～1100℃反应温度下保持5～300min，获得高质量、超稳定的硼烯纳米片，再利用液相剥离的方法制备高结晶的二维层状材料，然后采用超声范德华组装法获得硼烯基纳米材料乙醇悬浮液，并将其均匀覆盖到传感电极，最后采用引线键合技术将传感电极连线到封装基板上，制作成硼烯基气体传感器件。本发明制备的硼烯基纳米材料既维持了二维材料的超薄特性，又具有超高的比表面积，从而获得了一种制备高灵敏、快响应硼烯基气体传感器的方法。本发明制备的硼烯基气体传感器在不同湿度、不同温度下均具有优异的气敏性能。不同温度下均具有优异的气敏性能。


技术研发人员：台国安 侯闯
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2021.07.27
技术公布日：2021/10/29