[發明專利]一種基于電極表面原位生長納米ZnO的NO2傳感器

有效

• 申請號: 201710188649.4
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106970117B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 沈巖柏;陳享享;鐘祥熙;李停停;魏德洲;韓聰;崔寶玉
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李娜;李馨

1.一種基于電極表面原位生長納米ZnO的NO₂傳感器，其特征在于：所述傳感器是通過在電極元件上原位生長ZnO納米線陣列所得，其中，

所述ZnO納米線直徑為80～100nm，長度為600nm～1μm，ZnO納米線的晶體結構為六方相纖鋅礦晶體結構；

所述NO₂傳感器按下述方法制備所得：

(1)將電極元件浸入濃度為0.001～0.01M的二水合醋酸鋅的乙醇溶液中，浸漬5～20s后，于40～80℃溫度下干燥10～30min；將此浸漬—干燥過程重復2～5次；

(2)將電極元件放置于管式電爐中，以10℃/min的加熱速率升溫至300～400℃并在空氣中熱處理10～40min，自然冷卻至室溫；

(3)將相同濃度的六水合硝酸鋅水溶液和六次甲基四胺水溶液按體積比為1:1混合，室溫下攪拌均勻，得混合溶液，其中，六水合硝酸鋅水溶液和六次甲基四胺水溶液的濃度為0.01～0.1M；

(4)將混合溶液轉移至聚四氟乙烯反應釜內膽中，隨后將步驟(2)處理后所得的電極元件浸入該混合溶液中，密閉封裝后將反應釜放置在干燥箱中，于80℃溫度下反應12h；待反應結束并自然冷卻至室溫后，取出電極元件，水洗，再將電極元件轉移至干燥箱中，于60℃溫度下干燥30min；

(5)將干燥后的電極元件放置在管式電爐中，以10℃/min的加熱速率升溫至350～450℃并在空氣中熱處理2～8h；待電極元件自然冷卻至室溫后，將其焊接到氣敏測試系統的基座上并置于老化臺上于350～450℃溫度下老化6～24h，既得。

2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述ZnO納米線陣列為氣敏材料，其均勻地分布生長在電極元件表面。

3.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述電極元件的材質為陶瓷或金。

4.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述電極元件為管狀、平面電極元件。

5.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述電極元件為管狀陶瓷電極元件、平面金電極元件。

6.權利要求1所述傳感器的制備方法，其特征在于：包括下述工藝步驟：

(1)將電極元件浸入濃度為0.001～0.01M的二水合醋酸鋅的乙醇溶液中，浸漬5～20s后，于40～80℃溫度下干燥10～30min；將此浸漬—干燥過程重復2～5次；

(2)將電極元件放置于管式電爐中，以10℃/min的加熱速率升溫至300～400℃并在空氣中熱處理10～40min，自然冷卻至室溫；

(3)將相同濃度的六水合硝酸鋅水溶液和六次甲基四胺水溶液按體積比為1:1混合，室溫下攪拌均勻，得混合溶液，其中，六水合硝酸鋅水溶液和六次甲基四胺水溶液的濃度為0.01～0.1M；

(4)將混合溶液轉移至聚四氟乙烯反應釜內膽中，隨后將步驟(2)處理后所得的電極元件浸入該混合溶液中，密閉封裝后將反應釜放置在干燥箱中，于80℃溫度下反應12h；待反應結束并自然冷卻至室溫后，取出電極元件，水洗，再將電極元件轉移至干燥箱中，于60℃溫度下干燥30min；

(5)將干燥后的電極元件放置在管式電爐中，以10℃/min的加熱速率升溫至350～450℃并在空氣中熱處理2～8h；待電極元件自然冷卻至室溫后，將其焊接到氣敏測試系統的基座上并置于老化臺上于350～450℃溫度下老化6～24h，既得；

所述ZnO納米線直徑為80～100nm，長度為600nm～1μm，ZnO納米線的晶體結構為六方相纖鋅礦晶體結構。