[發(fā)明專利]一種基于CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)NO2氣體傳感器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410153128.1
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN103884743A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阮圣平;曲鳳東;劉彩霞;高強(qiáng);溫善鵬;周敬然;沈亮;董瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠(yuǎn)

1.一種基于CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)NO₂氣體傳感器，其特征在于：從下至上依次由Al₂O₃襯底（1）、Pd金屬叉指電極（3）和以CuO為核、以NiO為殼的CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)納米微球敏感層（2）組成。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)NO₂氣體傳感器，其特征在于：CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)異質(zhì)結(jié)納米微球的粒徑為600～800nm，CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)納米微球敏感層的厚度為2～4μm，金屬叉指電極的寬度和間距均為0.15～0.20mm，厚度為100nm～150nm。

3.一種基于CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)NO₂氣體傳感器的制備方法，其步驟如下：

（1）、Pd金屬插指電極的處理

首先分別用丙酮、乙醇棉球擦拭帶有Pd金屬插指電極的Al₂O₃襯底至干凈，再將Pd金屬插指電極依次置于丙酮、乙醇和去離子水中，分別超聲清洗5～10分鐘，最后在100～120℃環(huán)境下干燥；

（2）、CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)異質(zhì)結(jié)納米微球的制備室溫條件下，首先將無水乙醇、去離子水和正丁醇混合，攪拌10～30分鐘得到混合溶劑，然后向20～40毫升上述混合溶劑中，加入六水氯化鎳、五水硫酸銅、檸檬酸鈉和尿素，并繼續(xù)攪拌10～30分鐘；溶劑中無水乙醇、去離子水和正丁醇的體積比為50～100：20～40：1，六水氯化鎳、五水硫酸銅、檸檬酸鈉和尿素的摩爾比為1：0.5～2.5：0.5～1.75：2～7.5，六水氯化鎳與無水乙醇的用量比例為5～20g/L；然后將得到的溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在100～180℃下反應(yīng)3～10h，冷卻至室溫后將生成物用去離子水離心清洗，室溫下干燥后再在200～400℃下煅燒1～3小時，從而得到以CuO為核、NiO為殼的CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)異質(zhì)結(jié)納米微球；

（3）、CuO-NiO納米微球氣敏傳感器的制備

將干燥后的CuO-NiO納米微球放入研缽中，研磨20～30分；然后向研缽中滴入去離子水，再繼續(xù)研磨20～30分，得到黏稠狀的漿料；用藥匙沾取少量的漿料，涂覆在Pd金屬插指電極上，然后將其在60～80℃條件下烘干，得到厚度為2～4μm的CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)納米微球敏感層；最后在相對濕度為40%RH、溫度為20～35℃的環(huán)境中，在40～80mA的直流電下老化24～72小時，從而得到以CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)異質(zhì)結(jié)納米微球為敏感層、以Pd為金屬插指電極的氣體傳感器。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于CuO-NiO核殼結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)氣體傳感器的制備方法，其特征在于：步驟（3）中納米微球與去離子水的質(zhì)量比為5：1～3。