在常溫下檢測氣體的基於柔性襯底的敏感膜的製備方法
2023-10-04 18:29:49 5
專利名稱：在常溫下檢測氣體的基於柔性襯底的敏感膜的製備方法
技術領域：
本發明涉及氣體傳感器敏感膜製備技術領域，特別是一種在常溫下檢測醇類(甲醇、乙醇、異丙醇等)氣體的基於柔性襯底的摻雜Ag的SnO2敏感膜的製備方法。
背景技術：
隨著時代的發展，科技的進步和人類生活的需要。近幾年，傳感器的發展面臨著巨大的挑戰，製造出一種輕便、廉價、可大面積製造的傳感器勢在必行。基於柔性襯底的氣體傳感器由於其柔韌性等種種優點而使很多問題得到根本性的改善，從而使其具有更加廣闊的應用前景。目前，酒駕和食品安全成為全社會人民關注的焦點，精確檢測乙醇濃度在交通安全及食品行業都具有十分重要的意義，因此，製備一種對乙醇敏感的傳感器膜材料成為一項非常重要的任務。SnO2是一種常用的檢測乙醇的敏感材料,用SnO2作為敏感材料檢測乙醇氣體往往是在較高的工作溫度下進行的，然而，基於柔性襯底的傳感器，柔性襯底的耐熱性比較差，不適合高溫工作環境，因此，需要在這種優良的敏感材料基礎上做改善，使之在常溫下能較好的工作。Ag摻雜的SnO2材料，Ag的加入提高了 SnO2在常溫下對被測氣體的響應。
發明內容
(一 )要解決的技術問題有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的製備方法。( 二 )技術方案為達到上述目的，本發明提供了一種製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，包括選取一柔性襯底，並清洗該柔性襯底；在該柔性襯底表面塗敷一層光刻膠，對該光刻膠進行光刻顯影，在該柔性襯底表面形成電極圖形；在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au ;剝離該柔性襯底上的光刻膠及光刻膠上沉積的Cr和Au，形成Au電極；以及在已形成Au電極的該柔性襯底上沉積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜。上述方案中，所述柔性襯底是PI或PET襯底。上述方案中，所述在該柔性襯底表面塗敷一層光刻膠的步驟中，所述光刻膠為9920正膠。上述方案中，所述在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au的步驟中，是採用電子束蒸發技術在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au。上述方案中，所述在已形成Au電極的該柔性襯底上沉積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜的步驟中，是採用浸塗、噴印或絲網印刷等方法在已沉積Cr和Au的該柔性襯底上沉積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜。上述方案中，所述Ag摻雜採用的是在溶液中直接摻雜的方法，向AgNO3溶液中加入NaBH4溶液，十二烷基硫酸鈉做為表面活性劑，通過NaBH4與AgNO3的還原反應形成Ag的溶液，然後向此溶液中加入SnO2混合，一方面使Ag與SnO2的混合更均勻，另一方面通過Ag的摻雜來提高SnO2在常溫下對被測氣體的響應。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果1、本發明提供的這種製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，通過在Au電極上澱積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜，以此在常溫下檢測低濃度的乙醇氣體。2、本發明提供的這種製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，Ag的摻雜是通過向AgNO3溶液中加入NaBH4溶液做為還原劑，十二烷基硫酸鈉做為表面活性劑來實現的。3、本發明提供的這種製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，通過採用在溶液中進行Ag摻雜的方法，實現了 Ag與SnO2的均勻混合，操作工藝簡單。除此之外，Ag的摻雜還提高了 SnO2材料在常溫下對乙醇氣體的響應，同時還實現了在柔性襯底上的可操作性。
為了更進一步說明本發明的內容，以下結合附圖及實施例子，對本發明做詳細描述，其中圖1是本發明提供的製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法流程圖。圖2是依照本發明實施例的選取的柔性襯底的示意圖。圖3是依照本發明實施例的對柔性襯底進行塗膠並光刻顯影后的示意圖。圖4是依照本發明實施例的在柔性襯底上依次沉積Cr和Au後的示意圖。圖5是依照本發明實施例的剝離柔性襯底上的光刻膠及光刻膠上沉積的Cr和Au後的不意圖。圖6是依照本發明實施例的在剝離後的柔性襯底上澱積摻雜Ag的SnO2敏感膜後的示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。圖1是本發明提供的製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法流程圖，該方法包括以下步驟步驟1:選取一柔性襯底，並清洗該柔性襯底；其中，所述柔性襯底是PI或PET等柔性襯底，輕便，廉價，柔韌，易彎曲，其目的在於降低成本，便於應用。圖2示出了依照本發明實施例的選取的柔性襯底的示意圖。
步驟2 :在該柔性襯底表面塗敷一層光刻膠，對該光刻膠進行光刻顯影，在該柔性襯底表面形成電極圖形；其中，所述光刻膠為9920正膠。圖3示出了依照本發明實施例的對柔性襯底進行塗膠並光刻顯影后的示意圖。步驟3 :採用電子束蒸發技術在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au。圖4不出了依照本發明實施例的在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au後的示意圖。 步驟4 :剝離該柔性襯底上的光刻膠及光刻膠上沉積的Cr和Au，形成Au電極；圖5示出了依照本發明實施例的剝離該柔性襯底上的光刻膠及光刻膠上沉積的Cr和Au後形成Au電極的示意圖。步驟5 :在已形成Au電極的該柔性襯底上採用浸塗、噴印或絲網印刷等方法沉積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜，其中，所述Ag摻雜採用的是在溶液中直接摻雜的方法，向AgNO3溶液中加入NaBH4溶液，十二烷基硫酸鈉做為表面活性劑，通過NaBH4與AgNO3的還原反應形成Ag的溶液,然後向此溶液中加入SnO2混合,一方面使Ag與SnO2的混合更均勻，另一方面通過Ag的摻雜來提高SnO2在常溫下對被測氣體的響應。圖6示出了依照本發明實施例的在剝離後的柔性襯底上澱積摻雜Ag的SnO2敏感膜後的示意圖。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，其特徵在於，包括 選取一柔性襯底,並清洗該柔性襯底； 在該柔性襯底表面塗敷一層光刻膠，對該光刻膠進行光刻顯影，在該柔性襯底表面形成電極圖形； 在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au ； 剝離該柔性襯底上的光刻膠及光刻膠上沉積的Cr和Au，形成Au電極；以及 在已形成Au電極的該柔性襯底上沉積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜。
2.根據權利要求1所述的製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，其特徵在於，所述柔性襯底是PI或PET襯底。
3.根據權利要求1所述的製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，其特徵在於，所述在該柔性襯底表面塗敷一層光刻膠的步驟中，所述光刻膠為9920正膠。
4.根據權利要求1所述的製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，其特徵在於，所述在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au的步驟中，是採用電子束蒸發技術在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au。
5.根據權利要求1所述的製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，其特徵在於，所述在已形成Au電極的該柔性襯底上沉積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜的步驟中，是採用浸塗、噴印或絲網印刷方法在已形成Au電極的該柔性襯底上沉積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜。
6.根據權利要求5所述的製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，其特徵在於，所述Ag摻雜採用的是在溶液中直接摻雜的方法，向AgNO3溶液中加入NaBH4溶液，十二烷基硫酸鈉做為表面活性劑，通過NaBH4與AgNO3的還原反應形成Ag的溶液，然後向此溶液中加入SnO2混合,一方面使Ag與SnO2的混合更均勻，另一方面通過Ag的摻雜來提高SnO2在常溫下對被測氣體的響應。
全文摘要
本發明公開了一種製備基於柔性襯底的在常溫下檢測氣體的敏感膜材料的方法，包括選取一柔性襯底，並清洗該柔性襯底；在該柔性襯底表面塗敷一層光刻膠，對該光刻膠進行光刻顯影，在該柔性襯底表面形成電極圖形；在表面具有光刻膠及電極圖形的柔性襯底上依次沉積Cr和Au；剝離該柔性襯底上的光刻膠及光刻膠上沉積的Cr和Au，形成Au電極；以及在已形成Au電極的該柔性襯底上沉積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜。本發明通過在Cr、Au薄膜上澱積一層摻雜Ag的SnO2敏感膜，以此在常溫下檢測低濃度的乙醇氣體，通過採用在溶液中進行Ag摻雜，實現了Ag與SnO2的均勻混合，操作工藝簡單。另外，Ag的摻雜還提高了SnO2材料在常溫下對乙醇氣體的響應，同時還實現了在柔性襯底上的可操作性。
文檔編號G01N27/00GK103033539SQ20121055887
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者李冬梅, 詹爽, 梁聖法, 陳鑫, 李小靜, 張 浩, 羅慶, 謝常青, 劉明 申請人:中國科學院微電子研究所