[發(fā)明專利]單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210293859.7
• 申請(qǐng)日: 2012-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN102815743A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張旺;陳偉信;何昭文;張荻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G9/02
• 分類號(hào): C01G9/02;C01G19/02;C01G23/047;C01G49/06;G01N33/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料，其特征在于，所述的氣敏材料化學(xué)成分為金屬氧化物，其結(jié)構(gòu)復(fù)制了蝶翅剛毛多孔管結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度為200～1500微米，直徑為1～5微米，孔徑為100～600納米，且其管壁上分布有規(guī)則排列的孔隙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料，其特征在于，所述金屬氧化物為ZnO、SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃。

3.一種單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

（1）選取蝶翅，并選取所述蝶翅上剛毛富集的部分；

（2）對(duì)選定的剛毛富集的蝶翅部分進(jìn)行去除無機(jī)鹽和雜質(zhì)的預(yù)處理；

（3）將預(yù)處理后的剛毛富集的蝶翅部分在室溫下浸入前驅(qū)體溶液中，5～30h后取出，并進(jìn)行沖洗、干燥，其中，所述前驅(qū)體溶液為金屬鹽溶液；

（4）將剛毛從蝶翅鱗片基體上分離，轉(zhuǎn)移至負(fù)載體上并均勻分散排布；

（5）將所述負(fù)載體上的剛毛進(jìn)行燒結(jié)，之后冷卻至室溫，即得到單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料的制備方法，其特征在于，所述蝶翅選自大紫蛺蝶蝶翅或綠帶翠鳳蝶蝶翅的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料的制備方法，其特征在于，所述對(duì)剛毛富集的蝶翅部分進(jìn)行去除無機(jī)鹽和雜質(zhì)的預(yù)處理方法為：將所述剛毛富集的蝶翅部分浸于稀鹽酸中，溶液中滴加若干滴有助于蝶翅浸潤(rùn)的有機(jī)試劑，進(jìn)行浸泡清洗，之后取出沖洗并干燥。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，金屬鹽溶液選自硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、硝酸鋅、氯化錫、硫酸鈦、氯化鐵、硝酸鐵和硝酸錫溶液的一種或幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽溶液的濃度為1%到室溫下的飽和濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（5）中，將所述負(fù)載體上的剛毛進(jìn)行燒結(jié)的方法為：將所述負(fù)載有剛毛的負(fù)載體放置在燒結(jié)設(shè)備內(nèi)，以1～2℃/min的速率從室溫升至400℃～600℃，然后在最高溫度保溫1～4h，之后冷卻至室溫。

9.一種單根多孔微米管的氣敏測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）顯微鏡下，在單根多孔微米管兩端涂上導(dǎo)電材料作為接觸電極；

（2）將涂有導(dǎo)電材料的單根多孔微米管置于一封閉容器內(nèi)；

（3）用導(dǎo)線將所述接觸電極與數(shù)字源表相連；

（4）用數(shù)字源表進(jìn)行精密的電流測(cè)試，通入樣品氣體進(jìn)行該單根多孔微米管的氣敏檢測(cè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單根多孔微米管的氣敏測(cè)試方法，其特征在于，所述樣品氣體為還原性氣體。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的單根多孔微米管的氣敏測(cè)試方法，其特征在于，所述還原性氣體為丙酮、乙醇、甲醛、CO、NO、H₂、NH₃、HCl中的一種或幾種。

12.一種單根多孔微米管結(jié)構(gòu)的氣敏材料在微型氣體傳感器件的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。