摘要
湿度影响着人类的方方面面，会对人体的舒适度及生理功能、植物的生长和食物及药品的存储产生影响，在日常生活中这一现象常见。因此，监测环境湿度对非常必要。声表面波（SAW）器件凭借其高精度、小体积和强稳定性而受到人们的热烈欢迎。SAW湿度传感器相较于其他类型的湿度传感器具有高灵敏度、快速响应、低功耗和易于集成等优点，因此本文对SAW湿度传感器进行了相关的研究。具体工作有： 1. 考虑到氧化石墨烯（GO）基面上具有羟基和环氧基的氧化官能团，可通过引入聚合物，使得GO成功制备到SAW器件表面，同时提高湿度传感器的灵敏度。本文制备了GO@聚合物复合材料，然后通过滴涂将复合材料生长到SAW谐振器，制备了GO@PVA、GO@PAM、GO@CS复合材料敏感膜的三种SAW相对湿度（RH）传感器。所制备的GO@PVA湿度传感器在相对湿度从10%到80%变化过程中，取得0.6 kHz/%的灵敏度。所制备的GO@PAM湿度传感器在相对湿度从10%到90%变化过程中，取得3.87 kHz/%的灵敏度，是GO@PVA湿度传感器灵敏度的六倍多。而且该湿度传感器还具有较好的线性度（R2=0.96884）。所制备的GO@CS湿度传感器在相对湿度从10%到90%变化过程中，取得了比GO@PAM SAW湿度传感器更高的灵敏度（8.05 kHz/%）。而且具有了更好的线性度（R2=0.99246）。 2. 考虑到TiO2是金属氧化物中一种优异的湿度敏感材料，且水在其Ti3+缺陷位点的解离吸附，使它具有亲水性。最后制备了一种基于GO/TiO2复合敏感膜的SAW RH传感器。通过直流反应溅射在SAW谐振器表面沉积均匀的TiO2膜以获得 TiO2/SAW 传感器。通过滴涂将 GO 涂覆到 TiO2/SAW 上以构建GO/TiO2/SAW传感器。GO/TiO2敏感膜的高比表面积、丰富的亲水官能团和高度稳定的结构有利于传感器性能的提高。所制备的GO/TiO2/SAW传感器在实际应用中表现出优异的敏感性能，包括高灵敏度（13.945 kHz/%）、快速响应（30 s）和恢复(20 s)、良好的重复性、温度稳定性（平均偏差仍未超过7%）、长期稳定性（30天内50%RH的环境下的标准偏差为0.959 kHz）和抗干扰性（干燥的乙醇蒸汽、CO2、O2和N2 ）。
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