敏感材料、气敏元件、制备方法、传感器及检测方法

1.一种气敏元件敏感材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法制备得到的所述气敏元件敏感材料呈十四面体，所述气敏元件敏感材料的制备方法包括如下步骤：将八水氯氧化锆和2 ,5-二羟基对苯二甲酸加入到第一溶剂中，混合得到第一前驱体溶液，所述八水氯氧化锆、所述2 ,5-二羟基对苯二甲酸的质量比依次为（0.25 g~0.5 g）:（0.5 g~1 g），将第一前驱体溶液在预定条件下反应得到金属有机骨架材料MOF-804分散液；对所述金属有机骨架材料MOF-804分散液进行离心处理，去除上清液，收集底部第一沉淀物；以及对所述第一沉淀物洗净后进行真空干燥处理，得到黄色固体粉末状的金属有机骨架材料MOF-804；将离子液体1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亚胺加入到第二溶剂中，混合得到第二前驱体溶液；将所述金属有机骨架材料MOF-804加入所述第二前驱体溶液中，搅拌得到金属有机框架材料-离子液体MOF@[BMIM][TFSI]分散液；对所述金属有机框架材料-离子液体MOF@[BMIM][TFSI]分散液进行离心处理，去除上清液，收集底部第二沉淀物；以及对所述第二沉淀物进行真空干燥处理，得到黄色固体状的金属有机框架-离子液体复合材料MOF@[BMIM][TFSI]。 2.如权利要求1所述的气敏元件敏感材料的制备方法，其特征在于，所述气敏元件敏感材料的制备方法还满足下述条件中的至少一个：（1）所述八水氯氧化锆、所述2 ,5-二羟基对苯二甲酸、所述第一溶剂的质量体积比依次为：（0.25 g~0.5 g）:（0.5 g~1 g）:（200 mL~2000 mL）；（2）所述第一溶剂包括N ,N-二甲基甲酰胺；（3）将第一前驱体溶液在预定条件下反应得到金属有机骨架材料MOF-804分散液时，预定条件为：设定反应温度为120 ℃~150 ℃，反应时间为24 h~48 h；（4）对所述金属有机骨架材料MOF-804分散液进行离心处理时，将得到的金属有机骨架材料MOF-804分散液放入离心机中，设置离心转数为8000 rpm~10000 rpm，离心时间为5min~15 min；（5）对所述第一沉淀物洗净后进行真空干燥处理时，将得到的第一沉淀物用甲醇洗净后置于真空干燥箱中，设置真空干燥温度为60 ℃~80 ℃，真空干燥时间不少于12 h。 3.如权利要求1所述的气敏元件敏感材料的制备方法，其特征在于，所述气敏元件敏感材料的制备方法还满足下述条件中的至少一个（1）将所述离子液体1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亚胺与所述第二溶剂的质量体积比为：（0.05 g~1 g）:（10 mL~20 mL）；（2）所述第二溶剂包括甲醇；（3）所述金属有机骨架材料MOF-804以0 .1 wt%~5 wt%的负载量加入所述第二前驱体溶液；（4）将所述金属有机骨架材料MOF-804加入所述第二前驱体溶液时，置于20 ℃~30 ℃下搅拌12 h~24 h；（5）对所述金属有机框架材料-离子液体MOF@[BMIM][TFSI]分散液进行离心处理时，将所述金属有机框架材料-离子液体MOF@[BMIM][TFSI]分散液放入离心机中，设置离心转数为8000 rpm~10000 rpm，离心时间为5 min~15 min；（6）对所述第二沉淀物进行真空干燥处理时，将所述第二沉淀物置于真空干燥箱中，设置真空干燥温度为60 ℃~80 ℃，真空干燥时间不少于12 h。 4.一种气敏元件敏感材料，其特征在于，采用权利要求1~3任意一项所述的气敏元件敏感材料的制备方法制备得到。 5.一种石英晶体微天平气敏元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1~3任意一项所述金属有机框架-离子液体复合材料MOF@[BMIM][TFSI]加入到第三溶剂中，超声分散，配制成敏感层材料分散液；以及将所述敏感层材料分散液涂覆在表面连接有金属电极的石英晶体衬底表面并覆盖所述金属电极，真空干燥处理，使得所述敏感层材料分散液形成二氧化碳敏感层，得到基于金属有机框架-离子液体复合材料MOF@[BMIM][TFSI]的石英晶体微天平气敏元件。 6.如权利要求5所述的石英晶体微天平气敏元件的制备方法，其特征在于，所述石英晶体微天平气敏元件的制备方法还满足下述条件中的至少一个：（1）所述第三溶剂包括无水乙醇或水；（2）超声分散的时间为10 min~20 min；（3）所述敏感层材料分散液的配制浓度为0.5 mg/mL~2 mg/mL；（4）所述敏感层材料分散液涂覆的体积为0.5 μL~3 μL；（5）将所述敏感层材料分散液涂覆在表面连接有金属电极的石英晶体衬底表面并覆盖所述金属电极后，真空干燥处理时，设置真空干燥温度为60 ℃~80 ℃，真空干燥时间为1 h~2 h；（6）在将所述敏感层材料分散液涂覆在表面连接有金属电极的石英晶体衬底表面之前，还包括如下步骤：将表面连接有金属电极的石英晶体衬底依次经过丙酮、乙醇以及水的超声清洗，超声清洗时间均为20 min~30 min，通入干燥氮气进行干燥处理。 7.一种石英晶体微天平气敏元件，其特征在于，采用权利要求5~6任意一项所述的制备方法制备得到；所述石英晶体微天平气敏元件包括石英晶体衬底、金属电极以及二氧化碳敏感层，所述金属电极连接于所述石英晶体衬底上，所述二氧化碳敏感层设置于所述石英晶体衬底上且覆盖所述金属电极，其中，所述二氧化碳敏感层采用金属有机框架-离子液体复合材料MOF@[BMIM][TFSI]的气敏元件敏感材料制备得到，所述二氧化碳敏感层能够吸收二氧化碳气体。 8.一种二氧化碳传感器，其特征在于，包括权利要求5~6任意一项所述的制备方法制备得到石英晶体微天平气敏元件，或者包括权利要求7所述的石英晶体微天平气敏元件。 9.一种二氧化碳检测方法，其特征在于，采用权利要求8所述的二氧化碳传感器，包括如下步骤：将所述二氧化碳传感器连接测试仪器后置于实验空间内，所述二氧化碳传感器上的二氧化碳敏感层吸收实验空间中的二氧化碳气体，并使得所述二氧化碳传感器的石英晶体衬底的振动频率发生变化；采用氮气控制所述实验空间内的二氧化碳气体浓度由100%至0依次变化；控制所述测试仪器测量若干个不同二氧化碳气体浓度值时的所述石英晶体衬底的振动频率值，根据所述振动频率值计算石英晶体微天平气敏元件的响应值；其中，石英晶体微天平气敏元件的响应值S=f g- f 0 ，其中，f g 是石英晶体微天平气敏元件在二氧化碳气体下的振动频率值，f 0 是石英晶体微天平气敏元件在氮气气氛下的振动频率值；获取所述响应值与二氧化碳气体浓度之间的对应关系：将二氧化碳气体浓度为100%、60%、40%、20%和0设为取样点，在每个取样点测试至少3组对应的响应值并获得响应平均值，以二氧化碳气体浓度为横坐标，对应的响应平均值为纵坐标，将其线性拟合得到的线性曲线作为测试仪器的工作曲线；以及将所述二氧化碳传感器连接测试仪器后置于待测空间内，控制所述测试仪器测量所述石英晶体衬底的振动频率值，根据所述振动频率值计算石英晶体微天平气敏元件的响应值，根据响应值以及工作曲线获得待测空间内的二氧化碳浓度。