[發明專利]一種基于Pt/α-Fe2O3多孔納米球敏感材料的丙酮氣體傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710013814.2
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106770497B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 盧革宇;劉暢;孫鵬;劉鳳敏;馬健;高原;孫彥峰;梁喜雙
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

1.一種基于Pt/α-Fe₂O₃多孔納米球敏感材料的丙酮氣體傳感器，由外表面帶有兩條平行、環狀且彼此分立的金電極的陶瓷管襯底、涂覆在陶瓷管外表面和金電極上的敏感材料、置于陶瓷管內的鎳鉻合金加熱線圈組成；其特征在于：敏感材料為Pt/α-Fe₂O₃多孔納米球粉末，且由如下步驟制備得到，

(1)α-Fe₂O₃多孔納米球的制備

①首先將0.1～0.3g的FeCl₃·6H₂O溶于100～150mL的去離子水當中，并保持不斷地攪拌直至其全部溶解；再緩緩向其加入0.1～0.3g的Na₂SO₄·10H₂O和0.02～0.08g的尿素，攪拌5～30分鐘直至溶液均一透明；

②把上述溶液轉移到恒溫水浴鍋中，在75～95℃下保持30～90分鐘后取出，自然冷卻至室溫后將生成的沉淀用去離子水和乙醇多次離心清洗，然后在室溫下干燥后再在500～600℃下煅燒1～2小時，從而得到了由α-Fe₂O₃納米顆粒組裝而成的α-Fe₂O₃多孔納米球粉末；

(2)Pt/α-Fe₂O₃多孔納米球的制備

①取10～30mg上述α-Fe₂O₃多孔納米球粉末加入到5～10mL乙醇中，超聲并攪拌10～30分鐘使得α-Fe₂O₃粉末完全分散在乙醇中；然后再加入200～1000μL摩爾濃度為20～60mM的H₂PtCl₆·6H₂O水溶液，在室溫下攪拌至乙醇基本揮發完畢；

②將上述產物收集并在400～550℃下煅燒2～4小時，從而得到以α-Fe₂O₃多孔納米球為主干、Pt納米顆粒均勻附著在α-Fe₂O₃多孔納米球表面的Pt/α-Fe₂O₃多孔納米球粉末。

2.權利要求1所述的一種基于Pt/α-Fe₂O₃多孔納米球敏感材料的丙酮氣體傳感器的制備方法，其步驟如下：

①將Pt/α-Fe₂O₃多孔納米球粉末與去離子水按質量比3～5：1混合，并研磨形成糊狀漿料，然后蘸取少量漿料均勻地涂覆在外表面帶有兩條平行、環狀且彼此分立的金電極的陶瓷管表面，形成10～30μm厚的敏感材料薄膜，并使敏感材料完全覆蓋環形金電極；

②在紅外燈下烘烤30～45分鐘，待敏感材料干燥后，把Al₂O₃陶瓷管在300～400℃下煅燒2～3小時；然后將電阻值為30～40Ω的鎳鎘合金加熱線圈穿過Al₂O₃陶瓷管內部作為加熱絲，最后進行焊接和封裝，從而得到基于Pt/α-Fe₂O₃多孔納米球敏感材料的丙酮氣體傳感器。

3.如權利要求2所述的一種基于Pt/α-Fe₂O₃多孔納米球敏感材料的丙酮氣體傳感器的制備方法，其特征在于：陶瓷管的長為4～4.5mm，外徑為1.2～1.5mm，內徑為0.8～1.0mm。