一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法.pdf

(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CN110333274A(43)申请公布日2019.10.15(21)申请号201910538151.5(22)申请日2019.06.20(71)申请人江南大学地址214122江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号(72)发明人李小杰吴倩魏玮刘仁刘晓亚(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人张惠忠(51)Int.Cl.G01N27/30(2006.01)G01N27/48(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法(57)摘要本发明公开了一种三维微纳结构电极元件的制备方法，属于光刻蚀技术领域及电化学传感领域。该制备方法主要包括以下内容：将复合导电光刻胶涂布于基材表面，利用光刻蚀技术制备具有三维微纳结构电极元件，所述复合导电光刻胶的主要成分包括光刻胶混合体系、石墨烯GR、银纳米线AgNW。不仅保留了光刻胶的图案化功能，还具有更为优良的导电导热性，能够实现导电微纳结构的可控制备，且制备方法简单，成本低廉。CN110333274ACN110333274A权利要求书1/1页1.一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法，其特征在于，将复合导电光刻胶涂布于基材表面，利用光刻蚀技术制备具有三维微纳结构导电电极元件，所述复合导电光刻胶的主要成分包括光刻胶混合体系、石墨烯GR、银纳米线AgNW。2.根据权利要求1所述的一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法，其特征在于，所述复合导电光刻胶的制备方法为将银纳米线AgNW以有机溶剂分散液的形式与光刻胶的混合体系、石墨烯GR进行混合，所述有机溶剂包括异丙醇。3.根据权利要求1所述的一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法，其特征在于，所述三维微纳结构导电电极的制备步骤为：复合导电光刻胶涂布于基材表面后，经前烘、曝光、后烘、显影等步骤得到具有三维微纳结构的导电电极。4.根据权利要求1或3所述的一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法，其特征在于，所述三维微纳结构导电电极的制备步骤为：将分散均匀的复合光刻胶涂布于基材表面，放置于50～70℃环境中保持3～30min，后升温至80～120℃保持3～30min；冷却后在200～400nm下曝光；随后缓慢升温至50～70℃、80～120℃分别保持3～30min；采用显影液行循环显影，得到理想图案后100～150℃中保温1～3h。5.根据权利要求1所述的一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法，其特征在于，所述光刻胶混合体系包括SPR光刻胶、SU-8光刻胶、SU-82000系列光刻胶。6.根据权利要求1或2所述的一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法，其特征在于，所述GR含量为总体系的2wt％-10wt％；AgNW含量为总体系的0.25wt％-5wt％；所述AgNW截面直径为10～300nm。7.根据权利要求1或3所述的一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法，其特征在于，所述复合光刻胶涂布于基材表面的厚度为0.1μm-100μm；所述基材包括导电玻璃ITO类导电薄膜、金片电极、硅片、载玻片、铁片、银片电极中任意一种。8.一种传感器的制备方法，其特征在于，按照权利要求1～3、5中任一方法所制备的一种三维微纳结构导电电极元件，在此导电电极元件表面制备传感涂层完成传感器的构建。9.根据权利要求8所述的一种传感器的制备方法，其特征在于，所述方法为：将所述三维导电电极元件浸入电沉积液中，连接甘汞电极、铂丝电极形成三电极体系，并在电化学工作站中施加电压进行的沉积程序，将无机过渡金属离子原位还原至电极表面。10.一种传感器，其特征在于，由权利要求8或9所述的方法制备所得。2CN110333274A说明书1/5页一种三维微纳结构导电电极元件的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种三维微纳结构导电电极元件的制备技术，属于光刻蚀、电化学传感技术等技术领域。背景技术[0002]一种基于改造电极元件的新兴传感器件，可以通过调控电极表面的修饰涂层以提高传感器的灵敏度和稳定性。这种方法是从换能器即电极本身出发，通过设计电极的几何形状，将其由二维平面结构改造成具有表面微结构的三维立体电极。毋庸置疑，三维立体结构超高的比表面积能够大大增加电极转换元件与传感涂层的接触位点，提高传感器的电子传输效率，从根本上增大电极的比表面积和粗糙度，从而构建具有高灵敏度、高重现性的电化学传感器。[0003]三维结构中，以多孔结构、微阵列结构、复合微结构等使用较为广泛，这些立体结构均能够极大地提高电极材料的比表面积，但多孔结构及复合微结构在制备过程中的不可控性使其制备的元件批次差异性大，重现性差，不利于更进一步的商业化生产。相比之下，微阵列结构就具有可控性强、批次差