[發明專利]復合納米半導體材料AZO/Nb2

有效

• 申請號: 201711203023.2
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107991343B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 李贊;張宏坤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱學院
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;C04B41/88;C01G33/00;C01G9/02;B82Y30/00
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 王艷萍

復合納米半導體材料AZO/Nb₂O₅/Pt氣敏元件及其制備方法，它涉及復合納米半導體材料氣敏元件及其制備方法。它是要解決現有的以摻鋁氧化鋅作敏感元件的乙醇氣體傳感器的檢測限高的技術問題。本發明的復合納米半導體材料AZO/Nb₂O₅/Pt的氣敏元件是在Al₂O₃陶瓷管上負載一層納米半導體材料AZO/Nb₂O₅/Pt。制法：先制備AZO粉；再用AZO溶液與Nb₂O₅Nb₂O₅溶液混合，得到白色沉淀，白色沉淀洗滌干燥后燒結，得到AZO/Nb₂O₅粉體，再向該粉體加入H₂PtCl₆調成漿，在Al₂O₃陶瓷管上涂膜后再燒結，得到氣敏元件。它的乙醇濃度檢測范圍為5?500ppm，可用于在線監測和痕量檢測。

技術領域

本發明涉及復合納米半導體材料氣敏元件及其制備方法。

背景技術

C₂H₅OH是一種重要的化工原料，被廣泛應用于國防化工、醫療衛生、食品工業、工農業生產中，在常溫常壓下是一種無色透明液體，低毒性，具有刺激氣味，易燃，其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，對其進行快速準確的檢測具有重要的應用價值。目前摻鋁氧化鋅(AZO)作為C₂H₅OH氣體傳感器的研究報道越來越多，AZO無機半導體納米材料的傳感器具有結構簡單，成本低、功耗低等優點。但是以摻鋁氧化鋅(AZO)作為敏感元件的C₂H₅OH氣體傳感器只能檢測C₂H₅OH濃度為100ppm以上的情況，無法滿足實時在線監測和檢測的要求。

發明內容

本發明是要解決現有的以摻鋁氧化鋅(AZO)作為敏感元件的C₂H₅OH氣體傳感器的檢測限高的技術問題，而提供復合納米半導體材料AZO/Nb₂O₅/Pt氣敏元件及其制備方法。

本發明的復合納米半導體材料AZO/Nb₂O₅/Pt的氣敏元件是在Al₂O₃陶瓷管上負載一層納米半導體材料AZO/Nb₂O₅/Pt，其中納米半導體材料AZO/Nb₂O₅/Pt中Zn與Nb的摩爾比為(8～9)：1；Pt的質量占復合納米半導體材料總質量的3％～5％。

上述的復合納米半導體材料AZO/Nb₂O₅/Pt的氣敏元件的制備方法，按以下步驟進行：

步驟一：按乙酸鋅與六次甲基四胺的摩爾比為1：(2～3)，可溶性鋁鹽的物質的量為乙酸鋅的3％～5％，將乙酸鋅、六次甲基四胺和可溶性鋁鹽加入水中，混合均勻后，加入到水熱釜中，再把水熱釜放在溫度為120～130℃的爐中反應12～15h，反應得到的產物再經過離心清洗、干燥，得到AZO粉；

步驟二：稱取AZO粉與Nb₂O₅粉，其中AZO粉中的Zn與Nb₂O₅粉中的Nb的摩爾比為8～9：1，先把AZO粉溶于去離子水中得到AZO溶液；再把Nb₂O₅粉加入到稀HNO₃中酸化，過濾，得到Nb₂O₅溶液；然后把Nb₂O₅溶液加入到AZO溶液中，在攪拌條件下加熱到50～60℃并保持恒溫6～8h，保溫期間保持溶液的pH值在8～8.5，有白色沉淀析出；