一种基于n型羟基还原氧化石墨烯的高选择性DMMP室温传感器及其制备方法

    公开(公告)号:CN119936133A

    公开(公告)日:2025-05-06

    申请号:CN202510145587.3

    申请日:2025-02-10

    Inventor: 段国韬 吕国梁

    Abstract: 本发明属于气敏传感器领域,公开了一种基于n型羟基还原氧化石墨烯的高选择性DMMP室温传感器及其制备方法。该传感器自下而上包括:绝缘衬底、叉指电极、基于n型羟基还原氧化石墨烯的气敏薄膜;该气敏薄膜为:通过将氧化石墨烯表面的含氧基团转变为羟基制得,或通过将氧化石墨烯表面的含氧基团转变为羟基后再进行杯[6]芳烃修饰制得。该传感器将n型羟基还原氧化石墨烯作为气敏薄膜,利用分子嗅觉传感机制使其具备材料―气体靶向性,由此在DMMP检测方面实现室温、超高选择性、快响应速率、宽检测范围的检测;尤其将HRGO@Calix[6]arene作为气敏薄膜,能够同时提高传感器的稳定性和低浓度检测分辨率的抗湿性。

    燃料电池型H2气体传感器结构、膜电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN115452914B

    公开(公告)日:2025-03-18

    申请号:CN202210966479.9

    申请日:2022-08-12

    Inventor: 段国韬 李鑫悦

    Abstract: 本发明公开了一种用于燃料电池型H2气体传感器中的膜电极及其制备方法,制备方法包括:将SnO2粉末或SnO2‑Pd粉末加至氯铂酸溶液并加入柠檬酸钠搅拌,得到物质A;在冰水浴条件下,将硼氢化钠碱性溶液加至物质A中,60℃~90℃水浴加热1~2h,得到物质B;将物质B离心洗涤,干燥后得到目标粉末,目标粉末为Pt/SnO2粉末或Pt/SnO2‑Pd粉末,其中,Pt/SnO2为经Pt纳米粒子修饰的SnO2,Pt/SnO2‑Pd为经Pt纳米粒子修饰的SnO2‑Pd,目标粉末中Pt:SnO2的质量比区间为#imgabs0#将目标粉末配置成电极浆料后,利用电极浆料制备电极层并黏附于Nafion膜两侧,形成膜电极。将膜电极组装至燃料电池型H2气体传感器结构中,可以大大提高传感器对氢气的检测灵敏度,降低传感器检测下限。

    一种钯单原子修饰的氧化锡复合材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN112924498A

    公开(公告)日:2021-06-08

    申请号:CN202110087661.2

    申请日:2021-01-22

    Abstract: 本发明属于气敏传感材料领域,具体涉及一种钯单原子修饰的氧化锡复合材料及其制备方法和应用,方法包括将氧化锡颗粒在水中充分分散均匀,并向分散液中加入四氨合硝酸钯,充分搅拌之后进行固液分离和洗涤,得到钯前驱体离子修饰的氧化锡复合结构;对钯前驱体离子修饰的氧化锡复合结构进行快速升温和高温煅烧,得到钯单原子修饰的氧化锡复合结构,其中,升温的速度保证氧化锡颗粒快速锚定住钯前驱体离子避免在氧化锡颗粒表面聚集。本发明制备的氧化锡复合材料具有良好的气敏特性,可作为电阻型半导体气体传感器的传感层,与现有技术相比能够有效解决仪器昂贵、操作复杂、无法现场实时检测的问题,实现对氢气的超灵敏、快响应、低成本检测。

    一种基于纳米材料自组装的晶圆级自动化成膜设备及方法

    公开(公告)号:CN115957936B

    公开(公告)日:2024-11-19

    申请号:CN202211560756.2

    申请日:2022-12-07

    Abstract: 本发明公开了一种基于纳米材料自组装的晶圆级自动化成膜设备及方法,属于纳米薄膜制备领域,设备包括:支撑壳体,其底部设置有调平底座,其顶部上表面设置有适配自组装容器的半沉凹槽;在所述自组装容器的内部放置有基片支架,在所述自组装容器的底部开设排水口并固定有排水止流开关,所述排水止流开关穿过所述支撑壳体顶部上表面伸入所述支撑壳体内部;在所述排水止流开关下方放置有废液容器;在所述支撑壳体的顶部固定放置有自动注射器,针尖接触所述自组装容器内壁。本发明能够降低人工误差,解决传统自组装工艺薄膜质量较差问题,提升自组装工艺的稳定性并拓展适用范围,能够基于大尺寸基片形成高质量纳米薄膜。

    SnO2纳米颗粒晶圆级成膜方法、薄膜及应用

    公开(公告)号:CN115452895B

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202211018681.5

    申请日:2022-08-24

    Abstract: 本发明公开了一种SnO2纳米颗粒晶圆级成膜方法、薄膜及应用,属于物理法薄膜制备技术领域,方法包括:S1,按照SnO2纳米颗粒材料:无水乙醇:烷基硫醇=100mg:(5‑20)ml:(0.5‑2.0)ml的比例,对SnO2纳米颗粒材料进行疏水化处理;S2,以烷基醇为分散剂、疏水化处理后的SnO2纳米颗粒材料为分散质,配置浓度为5‑50mg/ml的分散液;S3,利用注射器注射分散液,直至薄膜铺满整个液面;S4,采用物理沉积法,将薄膜转移至等离子处理过的晶圆的表面;S5,对附着有薄膜的晶圆进行退火处理,以提升薄膜与晶圆衬底的界面结合力。制备的薄膜具有面积大、致密紧凑等优点。

    一种燃料电池型传感器的催化剂和膜电极的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN118204107A

    公开(公告)日:2024-06-18

    申请号:CN202410374636.6

    申请日:2024-03-29

    Inventor: 段国韬 纵华康

    Abstract: 本发明属于电化学气体传感器技术领域,公开了一种燃料电池型传感器的催化剂和膜电极的制备方法及应用,其中,用于传感H2S气体的催化剂,包括Ti3C2载体和附着在该Ti3C2载体上的Pt纳米颗粒。本发明通过对催化剂的组成进行改进,得到的催化剂包括Ti3C2载体和附着在Ti3C2载体上的Pt纳米颗粒,尤其可作为敏感材料用于传感H2S气体。相应的膜电极由Nafion膜和两侧催化剂制备的催化层组成,进一步构建得到的传感器,对硫化氢具有低的检测下限、优异的稳定性和灵敏度、宽的检测量程范围等综合性能,同时这种传感器具有无需施加电压、室温下工作、制备简单等优点,非常具有应用的潜力。

    一种晶态可控MIL-68(Fe)的硫化氢室温传感器

    公开(公告)号:CN117665059A

    公开(公告)日:2024-03-08

    申请号:CN202311623206.5

    申请日:2023-11-30

    Inventor: 段国韬 吕国梁

    Abstract: 本发明涉及纳米材料制备的技术领域,具体涉及一种晶态可控的MIL‑68(Fe)高选择性硫化氢室温传感器,包括:绝缘衬底、设置于绝缘衬底上的金叉指电极和设置于金叉指电极上的MIL‑68(Fe)气敏薄膜;其中MIL‑68(Fe)气敏薄膜为晶态MIL‑68(Fe)材料或非晶态的MIL‑68(Fe)材料,且非晶态的MIL‑68(Fe)材料为晶态MIL‑68(Fe)材料通过热刺激转化形成。本发明的传感器依次包括绝缘衬底、金叉指电极和MIL‑68(Fe)气敏薄膜,其中该MIL‑68(Fe)气敏薄膜为晶态MIL‑68(Fe)材料或非晶态MIL‑68(Fe)材料,既作为导电介质又作为敏感材料。本发明的硫化氢室温传感器作为室温高选择性传感器,不需要额外能量输入,在硫化氢检测方面具有超高的选择性、低检测下限。

    一种基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统

    公开(公告)号:CN117388325A

    公开(公告)日:2024-01-12

    申请号:CN202311143360.2

    申请日:2023-09-06

    Abstract: 本发明公开了一种基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,属于气体检测技术领域。该系统采用芯片级阵列式设计,每个芯片上集成9个涂敷不同气敏材料的气体传感器,提高了对不同气体的选择性和灵敏度。包括传感器模块、主控模块和供电模块。主控模块利用FreeRTOS实时操作,在内部的CPU0和CPU1上部署传感器数据采集功能和昆虫运动控制功能,实现双线程任务的并发运行。系统配备低功耗蓝牙无线传输技术,通过专用手机APP连接,记录系统发送的气体浓度信息,同时可以根据气体浓度信息的实时控制昆虫的运动,能够进入狭小空间确定气体源头的位置。本发明的轻量嗅觉感知系统在狭小空间内探测有毒有害气体灵活性大、准确度高,可以实时反馈空间内的气体信息。

    一种气体传感器的膜电极其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN117110393A

    公开(公告)日:2023-11-24

    申请号:CN202311116378.3

    申请日:2023-08-31

    Inventor: 段国韬 李鑫悦

    Abstract: 本发明属于电化学气体传感器领域,涉及到一种气体传感器的膜电极及其制备方法和应用。该气体传感器的膜电极包括Nafion膜和黏附于Nafion膜两侧的电极层,电极层材料为Pt/WO3或Pt/WO3‑Pd;其中,Pt/WO3为经Pt纳米粒子修饰的WO3;Pt/WO3‑Pd经Pt纳米粒子修饰的WO3‑Pd,WO3‑Pd为经Pd纳米粒子修饰的WO3。基于本发明提供的贵金属修饰三氧化钨电极层制备的燃料电池型气体传感器,对氢气具有高选择性和高灵敏度,在室温下对氢气进行检测的稳定性高,具有长期使用的潜力。其对氢气检测区间在300ppb~400ppm,具有检测限低,检测量程宽的特点。

    一种Ga3+掺杂In2O3 MEMS甲醛传感器的制备方法

    公开(公告)号:CN116443918A

    公开(公告)日:2023-07-18

    申请号:CN202310020747.2

    申请日:2023-01-06

    Abstract: 本发明属于气体传感器领域,具体公开了一种Ga3+掺杂In2O3MEMS甲醛传感器的制备方法,包括以下步骤:(S1)将可溶性铟盐、可溶性镓盐、尿素、弱酸强碱盐与去离子水混合搅拌形成均一的混合溶液;(S2)将混合溶液在100‑200℃的温度下进行水热反应2h‑48h;(S3)将水热产物在空气气氛下进行退火热处理,得到Ga3+掺杂In2O3材料。本发明通过对向In2O3材料中引入Ga3+掺杂,并控制Ga3+掺杂量不超过15%,掺杂后晶粒尺寸减小、晶体结构发生变化(由六方相氧化铟变为双相异质结氧化铟);应用于MEMS甲醛传感器时,基于掺杂的“小尺寸”效应和双晶相异质结的协同作用,能够有效提高氧化铟MEMS甲醛传感性能。

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