[發(fā)明專利]三甲胺氣敏傳感器及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210569785.5
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103063705A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 瞿陽;王慧;陳浩;薛愛芳
• 申請（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎;徐紹新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微量氣體檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及三甲胺氣敏傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)

三甲胺是國家惡臭污染控制的主要對象之一，魚類體內(nèi)蛋白質(zhì)分解時產(chǎn)生的主要?dú)怏w，三甲胺含量已成為當(dāng)今水產(chǎn)品新鮮度的重要指標(biāo)。

水產(chǎn)品新鮮度的評價，在國內(nèi)正處于探索研究階段，尚未產(chǎn)業(yè)化。國內(nèi)對于三甲胺氣體的探測方法包括氣相色譜法、離子色譜法、高效液相色譜法等。這些方法處理程序復(fù)雜，耗時且需昂貴的設(shè)備。此外，水產(chǎn)品變質(zhì)釋放三甲胺氣體是一個緩慢的過程，因此研究一種簡便、靈敏、快速、直觀、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的三甲胺氣敏傳感器將會有很大的市場前景。

現(xiàn)今國內(nèi)外的氣敏傳感器大多以金屬氧化物半導(dǎo)體SnO₂、ZnO、Fe₂O₃為氣敏材料，尤其是SnO₂以其高穩(wěn)定性和靈敏度，成為研究最廣泛的氣敏材料。但是現(xiàn)有的三甲胺氣敏傳感器仍存在靈敏度差，分辨率低，響應(yīng)時間長等缺點(diǎn)，因此對SnO₂氣敏材料進(jìn)行改進(jìn)，以提高它的氣敏特性是本領(lǐng)域中非常重要的研究課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述不足，提供一種檢測靈敏度好，分辨率高，響應(yīng)時間短的三甲胺氣敏傳感器，本發(fā)明還提供了它的制備方法。

上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種三甲胺氣敏傳感器，包括氣敏電極管，所述氣敏電極管以Al₂O₃陶瓷管為載體，以納米SnO₂為氣敏材料，所述氣敏材料中含有占SnO₂摩爾質(zhì)量0.5~5%的Eu³⁺或La³⁺。

優(yōu)選的，所述氣敏材料中含有占SnO₂摩爾質(zhì)量2~3%的Eu³⁺或La³⁺。

最佳的，所述氣敏材料中含有占SnO₂摩爾質(zhì)量2.5%的Eu³⁺或La³⁺。

所述三甲胺氣敏傳感器的制備方法是：

方法一：先用水熱法制備納米SnO₂，再摻雜一定量的稀土元素制備氣敏材料，再將氣敏材料涂敷在Al₂O₃陶瓷管表面制成氣敏電極管，最后制成三甲胺氣敏傳感器，具體步驟為：

1）納米SnO₂的制備：將SnCl₄與蔗糖溶于水中并在150~200℃條件下恒溫反應(yīng)4~24小時，將反應(yīng)產(chǎn)物在450~550℃下燒結(jié)2~4小時，然后冷卻，研磨得到珊瑚狀的納米SnO₂；

2）氣敏材料的制備：向納米SnO₂中加入Eu³⁺或La³⁺的乙醇溶液，研磨成糊狀，所述Eu³⁺或La³⁺的摩爾質(zhì)量為SnO₂的0.5~5%；

3）氣敏電極管的制備：將糊狀氣敏材料均勻涂敷在Al₂O₃陶瓷管表面，400~500℃退火處理2~4小時；

4）對氣敏電極管進(jìn)行焊接，電老化，封裝，制得三甲胺氣敏傳感器。

方法二：在水熱法制備納米SnO₂的過程中摻雜稀土離子一步制成氣敏材料，再將氣敏材料涂敷在Al₂O₃陶瓷管表面制成氣敏電極管，最后制成三甲胺氣敏傳感器，具體步驟為：。

1）氣敏材料的制備：將SnCl₄與蔗糖溶于水中，按理論制得SnO₂摩爾量的0.5%~5%摻加Eu³⁺或La³⁺，并在150~200℃條件下恒溫反應(yīng)4~24小時，將反應(yīng)產(chǎn)物在450~550℃下燒結(jié)2~4小時，然后冷卻，研磨得到糊狀的氣敏材料。

2）氣敏電極管的制備：將糊狀氣敏材料均勻涂敷在Al₂O₃陶瓷管表面，400~500℃退火處理2~4小時；

3）對氣敏電極管進(jìn)行焊接，電老化，封裝，制得三甲胺氣敏傳感器。

優(yōu)選的，所述Eu³⁺或La³⁺的摩爾質(zhì)量為SnO₂的2~3%。