本發(fā)明涉及一種采用電學(xué)方法并將其應(yīng)用于快速監(jiān)測(cè)NO₂，屬于電學(xué)技術(shù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，在日常生活以及生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多有毒有害的氣體，比如NO₂；由于該氣體對(duì)環(huán)境和生物體都具有很大的危害，因此構(gòu)建一個(gè)快速、高效的NO₂檢測(cè)方法是很有必要的。目前關(guān)于NO₂傳感器的研究方法有很多，但在室溫低溫條件下對(duì)于檢測(cè)NO₂的方法仍具有很大的挑戰(zhàn)性。有研究指出，石墨烯具有獨(dú)特的孔隙網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、較大的比表面積，因此石墨烯對(duì)于NO₂具有較好的吸附作用；酞菁鋅作為敏感元素，由于酞菁鋅是n-型半導(dǎo)體材料，當(dāng)酞菁鋅與氧化性氣體比如NO₂相互接觸的時(shí)候，會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，從而π電子發(fā)生離域在π軌道組成的導(dǎo)電通道中發(fā)生轉(zhuǎn)移，基于這一電化學(xué)現(xiàn)象以及石墨烯的特性我們構(gòu)建了還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜作為監(jiān)測(cè)材料，該材料對(duì)于NO₂具有較高的靈敏度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于提供一種還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜的制備以及其應(yīng)用于監(jiān)測(cè)NO₂。

本發(fā)明所述制備得到的還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜以及其應(yīng)用于監(jiān)測(cè)NO₂，包括以下步驟：

a、制備還原氧化石墨：配制1mg/mL氧化石墨烯分散液，將其滴涂到ITO玻璃板表面，真空干燥之后，將該電極浸入0.1M磷酸緩沖溶液中(pH＝9.3),以GO/ITO玻璃板為工作電極，鉑片電極為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極，在-1.5V～0.5V的電位窗口內(nèi)使用循環(huán)伏安法還原氧化石墨烯得到還原氧化石墨烯修飾ITO玻璃板(RGO/ITO)。

b、制備還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜：配制包括0.12mM酞菁鋅、在二氯甲烷與四丁基高氯酸銨的混合溶液中，以RGO/ITO玻璃板為工作電極，在0V～1.7V的電位窗口內(nèi)使用循環(huán)伏安法沉積酞菁鋅得到酞菁鋅/RGO復(fù)合膜修飾ITO玻璃板(ZnPC/RGO/ITO)。

c、對(duì)于NO₂的靈敏度測(cè)試：將上述得到的ZnPC/RGO/ITO置于封閉的測(cè)試系統(tǒng)中，通過(guò)質(zhì)量流量控制器(S48300/HMT)以100scc·m^-1·cm^-3·min^-1的速度向測(cè)試室內(nèi)通入不同濃度的NO₂氣體與高純氮?dú)饣旌蠚?。使用萬(wàn)用電表測(cè)試其對(duì)于NO₂的氣敏性能，靈敏度的計(jì)算公式為：S＝(I_g-I_a)/I_a×100％。I_a為ZnPC/RGO/ITO在空氣中的電流值，I_g為ZnPC/RGO/ITO暴露在NO₂氣體中的電流值。

進(jìn)一步，所述步驟a中電位窗口為-1.5V～0.5V。

進(jìn)一步，所述步驟b中酞菁鋅濃度為0.12mM。

進(jìn)一步，所述步驟b中電位窗口為0V～1.7V。

本發(fā)明的有益效果是：制備得到的ZnPC/RGO/ITO制備方法簡(jiǎn)單、環(huán)保，對(duì)于NO₂具有較高的靈敏度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜(a)以及酞菁鋅膜(b)對(duì)于NO₂的電流響應(yīng)隨NO₂濃度的關(guān)系。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。

在本發(fā)明詳細(xì)敘述和實(shí)施例子中所示氨基酸的吸附量是按下述方法算得的：

S＝(I_g-I_a)/I_a×100％

S為ZnPC/RGO/ITO對(duì)于NO₂的靈敏度。I_a為ZnPC/RGO/ITO在空氣中的電流值，I_g為ZnPC/RGO/ITO暴露在NO₂氣體中的電流值。

實(shí)施例一：

制備還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜的步驟如下：

(1)制備還原氧化石墨烯：配制1mg/mL氧化石墨烯分散液，將其滴涂到ITO玻璃板表面，真空干燥之后，將該電極浸入0.1M磷酸緩沖溶液中(pH＝9.3),以GO/ITO玻璃板為工作電極，鉑片電極為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極，在-1.5V～0.5V的電位窗口內(nèi)使用循環(huán)伏安法還原氧化石墨烯得到還原氧化石墨烯修飾ITO玻璃板(RGO/ITO)。

(2)制備還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜：配制包括0.12mM酞菁鋅、在二氯甲烷與四丁基高氯酸銨的混合溶液中，以RGO/ITO玻璃板為工作電極，在0V～1.7V的電位窗口內(nèi)使用循環(huán)伏安法沉積酞菁鋅得到酞菁鋅/RGO復(fù)合膜修飾ITO玻璃板(ZnPC/RGO/ITO)。

將上述得到的ZnPC/RGO/ITO置于封閉的測(cè)試系統(tǒng)中，記錄其不通入NO₂混合氣及通入不同體積分?jǐn)?shù)NO₂混合氣的電流并加以計(jì)算，發(fā)現(xiàn)ZnPC/RGO/ITO對(duì)于體積分?jǐn)?shù)為1×10^-4～1×10^-3的NO₂混合氣具有很好的靈敏度(結(jié)果如圖1a所示)。

對(duì)比例一：

制備還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜以及酞菁膜，比較對(duì)NO₂的靈敏度，結(jié)果如圖1所示，可以發(fā)現(xiàn)，還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜對(duì)于NO₂的靈敏度更大，那是由于石墨烯比表面積較大，更加有利于NO₂的吸附。

本發(fā)明制備得到的還原氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，快速。還原氧化石墨烯以及酞菁鋅復(fù)合材料作為氣敏傳感元素對(duì)于NO₂具有較高的靈敏度，具有很大的實(shí)際應(yīng)用能力。