[發明專利]一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器在審
| 申請號： | 201710664009.6 | 申請日： | 2017-08-06 |
| 公開（公告）號： | CN107315036A | 公開（公告）日： | 2017-11-03 |
| 發明（設計）人： | 潘金文 | 申請（專利權）人： | 潘金文 |
| 主分類號： | G01N27/12 | 分類號： | G01N27/12 |
| 代理公司： | 北京高航知識產權代理有限公司11530 | 代理人： | 趙永強 |
| 地址： | 510000 廣東省*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 sno2 復合 納米 纖維 乙醇 氣體 傳感器 | ||
1.一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器，該氣體傳感器為旁熱式結構，包括：由外表面自帶有2個平行且分立的環形金電極的氧化鋁陶瓷管、涂覆在陶瓷管表面的敏感材料、穿過陶瓷管的鎳鉻合金加熱線圈組成，每個金電極上連接有兩根鉑絲引腳；其特征在于，該敏感材料為靜電紡絲法制備的SnO2復合納米纖維，所述SnO2復合納米纖維中包括SnO2多孔空心球、ZnO納米線。
2.根據權利要求1所述的一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器，其特征在于，所述SnO2復合納米纖維的制備過程為：將SnO2多孔空心球、ZnO納米線按比例混合后，加入到聚乙烯醇溶液中，得到紡絲溶液，進行靜電紡絲，得到復合纖維膜，將其煅燒去除聚乙烯醇后，得到所述SnO2復合納米纖維。
3.根據權利要求2所述的一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器，其特征在于，上述紡絲溶液中，聚乙烯醇質量百分比為9wt.％。
4.根據權利要求3所述的一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器，其特征在于，所述SnO2復合納米纖維中，SnO2多孔空心球、ZnO納米線的質量比為4:1。
5.根據權利要求2所述的一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器，其特征在于，該SnO2多孔空心球是以碳膠球為模板、水熱法制備的，該SnO2多孔空心球的粒徑為200nm，其是由大量納米顆粒構成的多孔殼層結構；該ZnO納米線長度為500nm，直徑為20～50nm。
6.根據權利要求2所述的一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器，其特征在于，該SnO2復合納米纖維的制備步驟：
步驟1、水熱法制備碳膠球
將9g葡萄糖加入到50ml去離子水中攪拌均勻，然后將溶液移入水熱釜中，在干燥箱180℃恒溫下加熱8h，反應結束后，自然冷卻至室溫，依次用酒精和去離子水離心分離、洗滌，重復洗滌三遍后，得到黑褐色產物碳膠球，將其在60℃干燥12h備用；
步驟2、制備SnO2多孔空心球
將3.82mmol氯化錫加入到60ml乙醇與8ml水的混合液中攪拌均勻，形成溶液A，然后向溶液A中加入35mmol尿素，攪拌均勻形成溶液B，將上述制備的32mmol碳膠球加入溶液B，超聲分散2h，將所得溶液靜置30h，離心分離，洗滌，在80℃干燥12h，最后將干燥后的產物在580℃下干燥2h，得到SnO2多孔空心球；
步驟3、制備紡絲溶液
取0.8g聚乙烯醇放入裝有10g蒸餾水的錐形瓶中，在保溫90℃下不斷攪拌，使之完全溶解，自然冷卻至室溫；然后加入ZnO納米線和上述得到的SnO2多孔空心球，繼續攪拌6h，得到紡絲溶液；
步驟4、靜電紡絲
將上述紡絲溶液裝入噴絲管中，插入一根10cm的銅絲作為正極，鋁箔作為接收板，為負極，靜電紡絲時所加電壓為17kV，噴絲頭與接收板之間距離為18cm，進行靜電紡絲，得到SnO2多孔空心球/ZnO納米線/聚乙烯醇復合纖維膜；
步驟5、煅燒
將上述復合纖維膜在700℃下退火處理5h，以去除高分子聚乙烯醇，得到SnO2復合納米纖維。
7.根據權利要求2所述的一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器，其特征在于，所述敏感材料中包括的SnO2多孔空心球摻雜有WO3，WO3與SnO2質量比為1:67。
8.根據權利要求7所述的一種基于SnO2復合納米纖維的乙醇氣體傳感器，其特征在于，該SnO2復合納米纖維的制備步驟：
步驟1、水熱法制備碳膠球
將9g葡萄糖加入到50ml去離子水中攪拌均勻，然后將溶液移入水熱釜中，在干燥箱180℃恒溫下加熱8h，反應結束后，自然冷卻至室溫，依次用酒精和去離子水離心分離、洗滌，重復洗滌三遍后，得到黑褐色產物碳膠球，將其在60℃干燥12h備用；
步驟2、制備WO3摻雜SnO2多孔空心球
將3.82mmol的鎢酸和氯化錫加入到60ml乙醇與8ml水的混合液中攪拌均勻，形成溶液A，然后向溶液A中加入35mmol尿素，攪拌均勻形成溶液B，將上述制備的32mmol碳膠球加入溶液B，超聲分散2h，將所得溶液靜置30h，離心分離，洗滌，在80℃干燥12h，最后將干燥后的產物在580℃下干燥2h，得到WO3摻雜SnO2多孔空心球；
步驟3、制備紡絲溶液
取0.8g聚乙烯醇放入裝有10g蒸餾水的錐形瓶中，在保溫90℃下不斷攪拌，使之完全溶解，自然冷卻至室溫；然后加入ZnO納米線和上述得到的WO3摻雜SnO2多孔空心球，繼續攪拌6h，得到紡絲溶液；
步驟4、靜電紡絲
將上述紡絲溶液裝入噴絲管中，插入一根10cm的銅絲作為正極，鋁箔作為接收板，為負極，靜電紡絲時所加電壓為17kV，噴絲頭與接收板之間距離為18cm，進行靜電紡絲，得到WO3摻雜SnO2多孔空心球/ZnO納米線/聚乙烯醇復合纖維膜；
步驟5、煅燒
將上述復合纖維膜在700℃下退火處理5h，以去除高分子聚乙烯醇，得到SnO2復合納米纖維。
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