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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010392812.0 (22)申请日 2020.05.11 (71)申请人 南京晶碳纳米科技有限公司 地址 210043 江苏省南京市江北新区星火 路19号星智汇商务花园9栋4楼452室 申请人 南京微米电子产业研究院有限公司 (72)发明人 苏言杰姚路周志华 (74)专利代理机构 南京泰普专利代理事务所 (普通合伙) 32360 代理人 窦贤宇 (51)Int.Cl. G01N 27/12(2006.01) B82Y 15/00(2011.01) B82Y 30/00(。
2、2011.01) (54)发明名称 三维碳纳米管网络的气敏器件、 其制备方法 和含该气敏器件的室温气体传感器 (57)摘要 本发明公开了一种三维碳纳米管网络的气 敏器件、 其制备方法和含该气敏器件的室温气体 传感器， 属于半导体器件与传感技术领域。 该工 作通过静电自组装法制备了具有三维结构的纳 米气敏材料， 它主要包括三个步骤：（1） 二氧化硅 纳米球的合成及表面改性；（2） 利用静电自组装 方法将碳纳米管包覆在二氧化硅纳米球的表面； （3） 将材料涂覆在叉指电极表面。 本发明方法利 用碳纳米管与二氧化硅纳米球的有效组合构筑 了三维结构， 本发明为最大化基于碳纳米管的气 体传感器的传感性能提。
3、供了一种有效的方法， 同 时也为基于一维纳米材料的高性能器件的制造 开辟了新途径。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 111678952 A 2020.09.18 CN 111678952 A 1.一种三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 步骤一、 二氧化硅纳米球的改性 向二氧化硅纳米球悬浮液中加入APTES修饰剂， 经过搅拌和洗涤干燥后得到改性的二 氧化硅纳米球； 步骤二、 三维碳纳米管网络的自组装 将羧基化碳纳米管和步骤一制备的改性二氧化硅纳米球加入异丙醇溶液中进行超声 处理和搅拌反应， 完成自组装过程， 经过多次洗涤得到三维碳纳米管网络包覆的纳米。
4、球材 料； 步骤三、 三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料 将步骤二得到的三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料分散于溶液中制成悬浮液， 将所述分散液滴加到所述叉指电极表面， 干燥后形成覆盖有三维碳纳米管二氧化硅纳米 球薄膜的气敏器件。 2.根据权利要求1所述的三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 其特征在于， 所述 二氧化硅悬浮液浓度为15mg/mL水溶液。 3.根据权利要求1所述的三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 其特征在于， 所述 APTES修饰剂加入量为每毫升悬浮液0.0050.02mL； 所述搅拌反应时间为室温下210小 时， 所述干燥温度为4080， 干燥时间为620小时。 4.。
5、根据权利要求1所述的三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 其特征在于， 所述 的羧基化碳纳米管为单壁碳纳米管、 双壁碳纳米管、 多壁碳纳米管或其混合体。 5.根据权利要求1所述的三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 其特征在于， 所述 的碳纳米管和改性的二氧化硅纳米球的加入量为每毫升异丙醇加0.010.05mg碳纳米管、 0.52mg二氧化硅纳米球； 超声时间为1030分钟； 搅拌反应时间为6-20小时。 6.根据权利要求1所述的三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 其特征在于， 所述 三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料悬浮液浓度为0.20.5mg/mL。 7.一种三维碳纳米管网络的气敏。
6、器件的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 步骤一、 二氧化硅纳米球的改性向二氧化硅纳米球悬浮液中加入双-(三乙氧基 硅)丙基-二硫化物修饰剂和少量金属氯化物， 经过搅拌和洗涤干燥后得到改性的二氧化 硅纳米球； 步骤二、 三维碳纳米管网络的自组装 将羧基化碳纳米管、 环糊精水溶液和步骤一制备的改性二氧化硅纳米球加入异丙醇溶 液中， 进行超声处理和搅拌反应， 完成自组装过程， 经过多次洗涤得到三维碳纳米管网络包 覆的纳米球材料； 步骤三、 三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料 将步骤二得到的三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料分散于溶液中制成悬浮液， 将所述分散液滴加到所述叉指电极表面， 干燥后。
7、形成覆盖有三维碳纳米管二氧化硅纳米 球薄膜的气敏器件。 8.根据权利要求7所述的三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 其特征在于， 所述 金属氯化物至少为FeCl3、 CuCl2、AuCl2、 CrCl4中的一种。 9.一种基于权利要求18中任一项所述的三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法 权利要求书 1/2 页 2 CN 111678952 A 2 得到的三维碳纳米管二氧化硅纳米球薄膜的气敏器件。 10.一种权利要求9所述的三维碳纳米管二氧化硅纳米球薄膜的气敏器件在制备室温 气体传感器上的应用。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111678952 A 3 三维碳纳米管网络的气敏器件、 其。
8、制备方法和含该气敏器件 的室温气体传感器 技术领域 0001 本发明属于半导体器件与传感技术领域 （G03F） ， 尤其是一种三维碳纳米管网络的 气敏器件、 其制备方法和含该气敏器件的室温气体传感器。 背景技术 0002 环境问题是世界上最大的问题之一。 如今， 由于人类的活动， 大气中的污染物和温 室气体 （例如CO2， CH4， N2O， CO， SO2， NOx， NH3） 大量增加。 这导致气体传感器的需求急剧增长， 各种新型气体传感器也应运而生， 随着纳米科学技术的发展， 基于纳米材料的气体传感器 已获得长足进展。 0003 纳米气敏纳米材料因其特殊结构会产生表面效应、 小尺寸效应和。
9、宏观量子隧道效 应， 导致它产生了许多不同于常规材料的特异性能， 拥有极大的比表面积， 提供了非常多的 活性位点， 极大地提升了气体传感器的性能。 在这些纳米材料中， 由于碳纳米管具有更宽的 表面积， 更多的吸收点， 对局部化学环境敏感， 并且其特殊的管状结构使得其几乎所有表面 都可以暴露于周围环境中， 使得碳纳米管具有成为优秀气体传感器的巨大潜力。 尽管基于 碳纳米管的气体传感器有着出色的传感性能， 但是， 由于碳纳米管存在团聚状况， 使得碳纳 米管出色的传感性能尚未得到最大化。 研究者尝试使用单个碳纳米管或对齐的碳纳米管来 制造可以在一定程度上充分利用其表面积的气体传感器， 通常采用浸涂法。
10、制备随机的碳纳 米管网络或薄膜。 此外， 碳纳米管网络的气体传感机制不同于单管。 前文已提到， 碳纳米管 网络或薄膜通常在器件制造过程中会不可避免地发生团聚， 这不仅会导致传感薄膜的形成 不可控， 而且还会抑制碳纳米管网络或薄膜的形成。 发明内容 0004 发明目的： 提供一种三维碳纳米管网络的气敏器件、 其制备方法和含该气敏器件 的室温气体传感器， 以解决背景技术中所涉及的问题； 为最大化基于碳纳米管的气体传感 器的传感性能提供了一种有效的方法， 同时也为基于一维纳米材料的高性能器件的制造开 辟了新途径。 0005 技术方案： 本发明提供一种三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 包括如下 。
11、步骤： 步骤一、 二氧化硅纳米球的改性， 向二氧化硅纳米球悬浮液中加入APTES修饰剂， 经过 搅拌和洗涤干燥后得到改性的二氧化硅纳米球。 0006 步骤二、 三维碳纳米管网络的自组装， 将羧基化碳纳米管和步骤一制备的改性二 氧化硅纳米球加入异丙醇溶液中进行超声处理和搅拌反应， 完成自组装过程， 经过多次洗 涤得到三维碳纳米管网络包覆的纳米球材料。 0007 步骤三、 三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料， 将步骤二得到的三维碳纳米 管二氧化硅纳米球复合材料分散于溶液中制成悬浮液， 将所述分散液滴加到所述叉指电 说明书 1/6 页 4 CN 111678952 A 4 极表面， 干燥后形成覆盖有。
12、三维碳纳米管二氧化硅纳米球薄膜的气敏器件。 0008 作为一个优选方案， 所述二氧化硅悬浮液浓度为15mg/mL水溶液。 0009 作为一个优选方案， 所述APTES修饰剂加入量为每毫升悬浮液0.0050.02mL； 所 述搅拌反应时间为室温下210小时， 所述干燥温度为4080， 干燥时间为620小时。 0010 作为一个优选方案， 所述的羧基化碳纳米管为单壁碳纳米管、 双壁碳纳米管、 多壁 碳纳米管或其混合体。 0011 作为一个优选方案， 所述的碳纳米管和改性的二氧化硅纳米球的加入量为每毫升 异丙醇加0.010.05mg碳纳米管、 0.52mg二氧化硅纳米球； 超声时间为1030分钟； 。
13、搅拌 反应时间为6-20小时。 0012 作为一个优选方案， 所述三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料悬浮液浓度为 0.20.5mg/mL。 0013 本发明还提供一种三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法， 包括如下步骤： 步骤一、 二氧化硅纳米球的改性向二氧化硅纳米球悬浮液中加入双-(三乙氧基 硅)丙基-二硫化物修饰剂和少量金属氯化物， 经过搅拌和洗涤干燥后得到改性的二氧化 硅纳米球。 0014 步骤二、 三维碳纳米管网络的自组装 将羧基化碳纳米管和步骤一制备的改性二氧化硅纳米球加入异丙醇溶液和少量环糊 精水溶液中进行超声处理和搅拌反应， 完成自组装过程， 经过多次洗涤得到三维碳纳米管 网络包。
14、覆的纳米球材料。 0015 步骤三、 三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料 将步骤二得到的三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料分散于溶液中制成悬浮液， 将所述分散液滴加到所述叉指电极表面， 干燥后形成覆盖有三维碳纳米管二氧化硅纳米 球薄膜的气敏器件。 0016 作为一个优选方案， 所述二氧化硅悬浮液浓度为15mg/mL水溶液。 0017 作为一个优选方案， 所述双-(三乙氧基硅)丙基-二硫化物修饰剂加入量为 每毫升悬浮液0.0050.02mL； 所述搅拌反应时间为室温下210小时， 所述干燥温度为40 80， 干燥时间为620小时。 0018 作为一个优选方案， 所述的羧基化碳纳米管为单壁碳纳米管。
15、、 双壁碳纳米管、 多壁 碳纳米管或其混合体。 0019 作为一个优选方案， 所述的碳纳米管和改性的二氧化硅纳米球的加入量为每毫升 异丙醇加0.010.05mg碳纳米管、 0.52mg二氧化硅纳米球； 超声时间为1030分钟； 搅拌 反应时间为6-20小时。 0020 作为一个优选方案， 所述三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料悬浮液浓度为 0.20.5mg/mL。 0021 作为一个优选方案， 所述金属氯化物至少为FeCl3、 CuCl2、AuCl2、 CrCl4中的一种。 0022 本发明提供一种基于上述三维碳纳米管网络的气敏器件的制备方法得到的三维 碳纳米管二氧化硅纳米球薄膜的气敏器件。 。
16、0023 本发明提供一种基于上述的三维碳纳米管二氧化硅纳米球薄膜的气敏器件在制 备室温气体传感器上的应用。 说明书 2/6 页 5 CN 111678952 A 5 0024 有益效果： 本发明涉及一种三维碳纳米管网络的气敏器件、 其制备方法和含该气 敏器件的室温气体传感器， 与现有技术相比， 本发明将碳纳米管包覆在二氧化硅纳米球表 面， 气敏材料由原来的一维或二维转为三维结构， 增大了比表面积， 其中二氧化硅纳米球作 为支撑物不仅有效地阻止了碳纳米管的团聚， 还可以在碳纳米管和气体分子之间提供较大 的感应区域， 使得与待测气体的有效接触面得到了最大程度的提升， 因此， 实现了气敏器件 响应灵。
17、敏度的显著提高。 附图说明 0025 图1为实施例1所制备三维碳纳米管二氧化硅复合材料的SEM图； 图2为实施例1涂覆了三维碳纳米管二氧化硅复合材料的叉指电极SEM图； 图3为实施例1所制备的三维碳纳米管二氧化硅复合材料气敏传感器与二维碳纳米管 网络气敏传感器件性能的对比曲线。 0026 图4为实施例1所制备的三维碳纳米管二氧化硅复合材料气敏传感器对不同浓度 NO2气体的响应-恢复曲线。 具体实施方式 0027 在下文的描述中， 给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。 然 而， 对于本领域技术人员而言显而易见的是， 本发明可以无需一个或多个这些细节而得以 实施。 在其他的例子中，。
18、 为了避免与本发明发生混淆， 对于本领域公知的一些技术特征未进 行描述。 0028 纳米气敏纳米材料因其特殊结构会产生表面效应、 小尺寸效应和宏观量子隧道效 应， 导致它产生了许多不同于常规材料的特异性能， 拥有极大的比表面积， 提供了非常多的 活性位点， 极大地提升了气体传感器的性能。 在这些纳米材料中， 由于碳纳米管具有更宽的 表面积， 更多的吸收点， 对局部化学环境敏感， 并且其特殊的管状结构使得其几乎所有表面 都可以暴露于周围环境中， 使得碳纳米管具有成为优秀气体传感器的巨大潜力。 尽管基于 碳纳米管的气体传感器有着出色的传感性能， 但是， 由于碳纳米管存在团聚状况， 使得碳纳 米管出。
19、色的传感性能尚未得到最大化。 研究者尝试使用单个碳纳米管或对齐的碳纳米管来 制造可以在一定程度上充分利用其表面积的气体传感器， 通常采用浸涂法制备随机的碳纳 米管网络或薄膜。 此外， 碳纳米管网络的气体传感机制不同于单管。 前文已提到， 碳纳米管 网络或薄膜通常在器件制造过程中会不可避免地发生团聚， 这不仅会导致传感薄膜的形成 不可控， 而且还会抑制碳纳米管网络或薄膜的形成。 0029 为最大化基于碳纳米管的气体传感器的传感性能提供了一种有效的方法， 同时也 为基于一维纳米材料的高性能器件的制造开辟了新途径。 本发明提出了一种以二氧化硅米 纳米球作为支撑的自组装方案， 使碳纳米管均匀包裹在二氧。
20、化硅纳米球表面上。 具体地， 该 制备方法包括如下步骤： 步骤一、 二氧化硅纳米球的改性， 向二氧化硅纳米球悬浮液中加入 APTES修饰剂， 经过搅拌和洗涤干燥后得到改性的二氧化硅纳米球； 步骤二、 三维碳纳米管 网络的自组装， 将羧基化碳纳米管和步骤一制备的改性二氧化硅纳米球加入异丙醇溶液中 进行超声处理和搅拌反应， 完成自组装过程， 经过多次洗涤得到三维碳纳米管网络包覆的 纳米球材料； 步骤三、 三维碳纳米管二氧化硅纳米球复合材料， 将步骤二得到的三维碳纳 说明书 3/6 页 6 CN 111678952 A 6 米管二氧化硅纳米球复合材料分散于溶液中制成悬浮液， 将所述分散液滴加到所述叉。
21、指 电极表面， 干燥后形成覆盖有三维碳纳米管二氧化硅纳米球薄膜的气敏器件。 0030 本方法所制备的三维碳纳米管二氧化硅纳米球薄膜的能够有效利用大面积的碳 纳米管， 并控制传感网络的厚度。 基于三维碳纳米管网络的气体传感器具有高灵敏度， 良好 的重复性和对NO2气体的优秀选择性。 较二维纳米管网络的气体传感器具有更优异的灵敏 度， 但是以本方法制备的三维碳纳米管二氧化硅纳米球薄膜中碳纳米管在二氧化硅纳米 球上的覆盖率较低， 不足3.0wt%， 与三维碳纳米管理论的电学性能相比， 仍有很大的提升空 间。 因此， 申请人在该方法的基础上进一步研究， 在保证纳米碳管均匀分布的前提下， 尽可 能的提高。
22、纳米碳管在二氧硅纳米球上的含量。 0031 申请人对二氧化硅纳米球的改性工艺做进一步研究， 向二氧化硅纳米球悬浮液中 加入双-(三乙氧基硅)丙基-二硫化物修饰剂和少量金属氯化物和环糊精水溶液， 经 过搅拌和洗涤干燥后得到改性的二氧化硅纳米球。 双-(三乙氧基硅)丙基-二硫化物 与APTES一样同为硅烷偶联剂， 通过化学枝接改性连接在二氧化硅纳米球上， 并可以与金属 离子络合， 使得双-(三乙氧基硅)丙基-二硫化物表面带电荷进一步极化， 正电荷的数 值增高， 由于纳米管本身官能团电离而带负电荷， 形成自组装。 由于二氧化硅表面的正电荷 增加， 为了避免纳米管在二氧化硅纳米球表面的团聚， 通过加入。
23、 -环糊精来实现， 由于 -环 糊精与双-(三乙氧基硅)丙基-二硫化物中烷基发生主-客体识别， 可适当降低烷基链 的极性， 进而引起团聚纳米管的解组装。 0032 下面结合实施例， 对本发明作进一步说明， 所述的实施例的示例旨在解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。 0033 实施例1 将2.0mL 3-氨基丙基三乙氧基硅烷 （APTES） 修饰剂加入200mL SiO2纳米球悬浮液 （2.5 mg / mL） 中对其进行改性， 并在室温下连续搅拌2小时， 然后继续在80下搅拌1小时。 接着 反复洗涤以除去多余的APTES， 最后， 通过在60真空干燥12小时获得APTES改性的SiO2纳。
24、 米球。 之后在连续搅拌下， 将50 mg APTES改性的SiO2纳米球加入50 mL多壁碳纳米管-异丙 醇悬浮液 （0.02 mg / mL） 中， 超声处理10分钟后， 将混合物连续搅拌12小时， 完成纳米球表 面上的自组装多壁碳纳米管。 反复洗涤多次得到三维多壁碳纳米管SiO2纳米球。 利用移液 器将1.5 L三维多壁碳纳米管SiO2异丙醇悬浮液 （0.4 mg / mL） 滴到电极间隙上。 自然蒸 发后， 在60下真空干燥1小时， 以蒸发掉多余的异丙醇。 图1为制备多壁碳纳米管SiO2复 合材料的SEM图， 图2为涂覆了三维多壁碳纳米管二氧化硅复合材料 （金电极之间沉积的三 维碳纳米。
25、管二氧化硅球网络， 电极下面为含有一层二氧化硅绝缘层的硅衬底。 ） 的叉指电 极SEM图。 0034 实施例2 将1.0mL 3-氨基丙基三乙氧基硅烷 （APTES） 修饰剂加入200mL SiO2纳米球悬浮液 （1.0 mg / mL） 中对其进行改性， 并在室温下连续搅拌8小时， 然后继续在80下搅拌1小时。 接着 反复洗涤以除去多余的APTES， 最后， 通过在40真空干燥20小时获得APTES改性的SiO2纳 米球。 之后在连续搅拌下， 将25 mg APTES改性的SiO2纳米球加入50 mL 羧基化双壁碳纳米 管-异丙醇悬浮液 （0.01 mg / mL） 中， 超声处理20分钟后。
26、， 将混合物连续搅拌12小时， 完成 纳米球表面上的自组装羧基化双壁碳纳米管。 反复洗涤多次得到三维双壁碳纳米管SiO2 说明书 4/6 页 7 CN 111678952 A 7 纳米球。 利用移液器将1.5 L三维双壁碳纳米管SiO2异丙醇悬浮液 （0.2 mg / mL） 滴到电 极间隙上。 自然蒸发后， 在60下真空干燥1小时， 以蒸发掉多余的异丙醇。 0035 实施例3 将4.0mL 3-氨基丙基三乙氧基硅烷 （APTES） 修饰剂加入200mL SiO2纳米球悬浮液 （5 mg / mL） 中对其进行改性， 并在室温下连续搅拌2小时， 然后继续在80下搅拌1小时。 接着 反复洗涤以除。
27、去多余的APTES， 最后， 通过在80真空干燥6小时获得APTES改性的SiO2纳米 球。 之后在连续搅拌下， 将100 mg APTES改性的SiO2纳米球加入50 mL MWCNT-异丙醇悬浮 液 （0.05 mg / mL） 中， 超声处理10分钟后， 将混合物连续搅拌12小时， 完成纳米球表面上的 自组装MWCNT。 反复洗涤多次得到三维SiO2MWCNTs纳米球。 利用移液器将1.5 L三维SiO2 MWCNTs异丙醇悬浮液 （0.5 mg / mL） 滴到电极间隙上。 自然蒸发后， 在60下真空干燥1小 时， 以蒸发掉多余的异丙醇。 0036 实施例4 将3.0mL 3-氨基丙基。
28、三乙氧基硅烷 （APTES） 修饰剂加入200mL SiO2纳米球悬浮液 （3 mg / mL） 中对其进行改性， 并在室温下连续搅拌4小时， 然后继续在80下搅拌1小时。 接着 反复洗涤以除去多余的APTES， 最后， 通过在60真空干燥15小时获得APTES改性的SiO2纳 米球。 之后在连续搅拌下， 将60 mg APTES改性的SiO2纳米球加入50 mL多壁碳纳米管-异丙 醇悬浮液 （0.03 mg / mL） 中， 超声处理30分钟后， 将混合物连续搅拌8小时， 完成纳米球表 面上的自组装多壁碳纳米管。 反复洗涤多次得到三维多壁碳纳米管SiO2纳米球。 利用移液 器将1.5 L三维。
29、多壁碳纳米管SiO2异丙醇悬浮液 （0.3 mg / mL） 滴到电极间隙上。 自然蒸 发后， 在60下真空干燥1小时， 以蒸发掉多余的异丙醇。 0037 实施例5 将2.5mL 3-氨基丙基三乙氧基硅烷 （APTES） 修饰剂加入200mL SiO2纳米球悬浮液 （4 mg / mL） 中对其进行改性， 并在室温下连续搅拌10小时， 然后继续在80下搅拌1小时。 接 着反复洗涤以除去多余的APTES， 最后， 通过在60真空干燥10小时获得APTES改性的SiO2 纳米球。 之后在连续搅拌下， 将70 mg APTES改性的SiO2纳米球加入50 mL单壁碳纳米管异 丙醇悬浮液 （0.04 。
30、mg / mL） 中， 超声处理20分钟后， 将混合物连续搅拌20小时， 完成纳米球 表面上的自组装单壁碳纳米管。 反复洗涤多次得到三维单壁碳纳米管SiO2纳米球。 利用移 液器将1.5 L三维单壁碳纳米管SiO2异丙醇悬浮液 （0.5 mg / mL） 滴到电极间隙上。 自然 蒸发后， 在60下真空干燥1小时， 以蒸发掉多余的异丙醇。 0038 实施例6 将2.0mL 双-(三乙氧基硅)丙基-二硫化物修饰剂、 0.05mg FeCl3的加入200mL SiO2纳米球悬浮液 （2.5 mg / mL） 中对其进行改性， 并在室温下连续搅拌2小时， 然后继续 在80下搅拌1小时。 接着反复洗涤以。
31、除去多余的APTES， 最后， 通过在60真空干燥12小时 获得双-(三乙氧基硅)丙基-二硫化物改性的SiO2纳米球。 之后在连续搅拌下， 将50 mg 双-(三乙氧基硅)丙基-二硫化物改性的SiO2纳米球、 1 mL环糊精水溶液 （0.05mg/ mL） 加入50 mL多壁碳纳米管异丙醇悬浮液 （0.02mg/mL） 中， 超声处理10分钟后， 将混合物连 续搅拌12小时， 完成纳米球表面上的自组装多壁碳纳米管。 反复洗涤多次得到三维多壁碳 纳米管SiO2纳米球。 利用移液器将1.5 L三维多壁碳纳米管SiO2异丙醇悬浮液 （0.4 mg / mL） 滴到电极间隙上。 自然蒸发后， 在60下。
32、真空干燥1小时， 以蒸发掉多余的异丙醇。 得到 说明书 5/6 页 8 CN 111678952 A 8 三维多壁碳纳米管SiO2纳米球上纳米碳管的含量达到了4.8wt%。 0039 检测例 将实施例1得到多沟道敏感器件， 进行焊接和封装， 从而得到三维碳纳米管二氧化硅 复合材料气敏传感器传感器， 与现有的二维碳纳米管网络气敏传感器件性能进行性能测 试。 具体实验数据如附图3、 附图4所示。 0040 总之， 本发明将碳纳米管包覆在二氧化硅纳米球表面， 气敏材料由原来的一维或 二维转为三维结构， 增大了比表面积， 其中二氧化硅纳米球作为支撑物不仅有效地阻止了 碳纳米管的团聚， 还可以在碳纳米管。
33、和气体分子之间提供较大的感应区域， 使得与待测气 体的有效接触面得到了最大程度的提升， 因此， 实现了气敏器件响应灵敏度的显著提高。 从 附图3 （实施例1所制备的三维碳纳米管二氧化硅复合材料气敏传感器与二维碳纳米管网 络气敏传感器件性能的对比曲线） 可以清楚地看到， 将多壁碳纳米管网络从二维转成三维 后， 气敏性能得到大幅度地提升， 凸显了本发明的创新性。 另外， 图4为气敏传感器对不同浓 度NO2气体的响应-恢复曲线， 也展示出优异的气敏性能。 0041 另外需要说明的是， 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛 盾的情况下， 可以通过任何合适的方式进行组合。 为了避免不必要的重复， 本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。 说明书 6/6 页 9 CN 111678952 A 9 图 1 图 2 说明书附图 1/2 页 10 CN 111678952 A 10 图 3 图 4 说明书附图 2/2 页 11 CN 111678952 A 11 。