基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备方法，步骤为：(1)模板的清洗；(2)多孔氧化钨薄膜的制备；(3)以多孔氧化钨薄膜结构作为阴极，电泳沉积碳纳米管薄膜，制备碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构薄膜；(4)沉积铂点电极，形成气敏传感器元件。本发明的基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件结构新颖、制备过程简单、尤其对于低浓度气体的室温探测灵敏度高。

主权项

一种基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备方法，具有如下步骤：(1)模板的清洗：将多孔氧化铝模板用丙酮溶剂浸泡30分钟取出，再放入无水乙醇中超声清洗5分钟，烘干备用；(2)多孔氧化钨薄膜的制备：将洁净的模板置于超高真空对靶磁控溅射设备的真空室，采用质量纯度为99.9％的金属钨作为靶材，以质量纯度为99.999％的氩气作为工作气体，质量纯度为99.999％的氧气作为反应气体在步骤(1)备用的多孔氧化铝模板之上溅射沉积多孔氧化钨薄膜；(3)碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的制备：a)以步骤(2)沉积得到的多孔模板/多孔氧化钨薄膜结构作为阴极，电泳沉积碳纳米管薄膜，所述电泳沉积工艺：电泳电压为30～100V，电泳时间为0.5～10min，阴极与阳极的间距为1～5cm，电泳液预沉降时间30min～2h，电泳液预超声分散时间1～2h；电泳液使用水、异丙醇和正丁醇中的任意一种作为分散剂；电泳时的阳极可以是铜电极、铝电极、不锈钢电极中的任意一种；碳纳米管为单壁或多壁碳管，在使用前预研磨1h；b)除去沉积在多孔氧化钨薄膜表面的多余碳纳米管，空气中放置10min，60℃干燥1h；c)在程序烧结炉中于400‑600℃空气气氛热处理3‑4小时，控制升温速率小于2.5℃/min，制得碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构；(4)基于碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构的气敏传感器元件的制备：利用射频磁控溅射法在步骤(3)中获得的碳纳米管微阵列/氧化钨纳米复合结构薄膜表面沉积铂点电极，形成气敏传感器元件。