1.一种贵金属@COF‑LZU@MOS量子晶粒@碳纳米管复合薄膜,其特征在于,所述复合薄膜以碳纳米管为基底,在基底上依次负载金属氧化物半导体量子晶粒、共价有机骨架化合物COF‑LZU和贵金属。
2.根据权利要求1所述的复合薄膜,其特征在于,所述复合薄膜中碳纳米管、金属氧化物半导体量子晶粒、共价有机骨架化合物COF‑LZU、贵金属的摩尔占比为32‑38%:29‑37%:
20‑30%:5‑9%;所述碳纳米管的平均直径为40‑50nm,碳纳米管的平均壁厚为10‑20nm,金属氧化物半导体量子晶粒的平均粒径为3‑5nm,共价有机骨架化合物COF‑LZU形成的薄膜层平均厚度为5‑17nm。
3.一种基于权利要求1所述的贵金属@COF‑LZU@MOS量子晶粒@碳纳米管复合薄膜的传感器,其特征在于,所述传感器以传感器件为基底,在基底表面沉积贵金属@COF‑LZU@MOS量子晶粒@碳纳米管复合薄膜。
4.根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述传感器用于检测丙酮气体,所述贵金属@COF‑LZU@MOS量子晶粒@碳纳米管复合薄膜的平均厚度为600‑700nm。
5.一种权利要求3所述的基于贵金属@COF‑LZU@MOS量子晶粒@碳纳米管复合薄膜的传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在传感器件表面制备碳纳米管基底,得负载碳纳米管基底的传感器件;
(2)将负载碳纳米管基底的传感器件浸入金属氧化物半导体前驱体溶液中进行提拉镀膜,取出干燥处理,再置于密闭容器中,利用水蒸气辅助结晶处理,处理好后再进行辉光处理,得负载金属氧化物半导体@碳纳米管复合薄膜的传感器件;
(3)将负载金属氧化物半导体@碳纳米管复合薄膜的传感器件浸入共价有机骨架化合物COF‑LZU前驱体溶液中进行提拉镀膜,取出真空干燥,处理好后进行有机溶剂蒸汽辅助结晶处理,清洗和干燥,得负载共价有机骨架化合物COF‑LZU@MOS量子晶粒@碳纳米管复合薄膜的传感器件;
(4)在保护气中,将负载共价有机骨架化合物COF‑LZU@MOS量子晶粒@碳纳米管复合薄膜的传感器件浸入贵金属盐混合溶液中,进行提拉镀膜,取出干燥处理,再置于氩气保护中,放入有机溶剂蒸汽中进行热蒸处理,清洗干燥后,再进行辉光处理,即得基于贵金属@COF‑LZU@MOS量子晶粒@碳纳米管复合薄膜的传感器。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述在传感器件表面制备碳纳米管基底的步骤为:将传感器件放置在氧化铝瓷舟中,一起置于管式电炉的石英管中部,向石英管中通入N2,升温至反应温度,再通入含碳气体甲烷以提供额外碳源和氮氢混合气,进行沉积反应,含碳气体分解生成碳纳米管沉积于传感器件表面,即得负载碳纳米管基底的传感器件;所述反应温度为750‑950℃,含碳气体的流量为15‑35ml/min,沉积反应的时间为1‑3h。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述金属氧化物半导体前驱体溶液的制备方法为:将金属氧化物半导体前驱体溶于有机溶剂中,并加入表面活性剂混合均匀,即得前驱体溶胶溶液,然后,将盐酸滴入前驱体溶液中借助超声波进行超声分散,即得金属氧化物半导体前驱体溶液;所述金属氧化物半导体为二氯化锌、三氯化铁、四氯化钛或四氯化锡,有机溶剂为无水异丙醇、无水丁醇或无水乙醇,金属氧化物半导体前驱体的质量与有机溶剂的体积比为1.2‑2.4g:6‑12ml,表面活性剂为P123,F127或Brij35;所述水蒸气结晶处理为:调控密闭容器的温度为100‑180℃,密闭容器内部相对湿度为75‑
95%,反应时间为40‑50h;所述辉光处理为:进行氧气辉光处理,功率为100‑300W,时间为
10‑12min。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述共价有机骨架化合物COF‑LZU前驱体溶液的制备方法为:在保护气体中,将均苯三甲醛和对苯二胺溶于加入无水二恶烷中,得混合液;在超声辅助下,将醋酸水溶液加入混合液中,超声处理后,进行抽真空处理,即得;所述均苯三甲醛和对苯二胺的摩尔比为1:1‑3;所述有机溶剂蒸汽辅助结晶处理方法为:暴露于温度为120‑150℃、压强为50‑100kPa、保护气氛下运用有机溶剂无水二恶烷进行处理20‑60h。
9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述贵金属混合溶液的制备方法为:将30‑50mg贵金属盐添加到3‑6ml有机溶剂中,搅拌后形成均匀混合物,即得贵金属混合溶液;所述贵金属盐为PdCl2或PtCl4,有机溶剂为异丙醇;所述有机溶剂蒸汽中进行热蒸处理为:在氩气保护下,暴露于温度为100‑135℃、压强为50‑100kPa的异甲醇蒸汽中,保持18‑54h;所述辉光处理为:进行氩等离子体清洗,功率为100‑300W,等离子清洗时间为
5‑20min。
10.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)‑步骤(4)中,所述提拉镀膜的参数为:提拉速度为5‑15mm/min,镀膜时间为10‑45s,提拉次数为1‑5次。