[發明專利]二氧化錫基氣敏元件的制備方法及一氧化碳氣體傳感器系統

有效

• 申請號: 201711241266.5
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108120747B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 孫旭輝;吳慶樂;徐瑞;張書敏;張永超;蔡曉娟;張平平;顧元斌
• 申請（專利權）人: 江蘇智聞智能傳感科技有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 康正德;薛峰

1.二氧化錫基氣敏元件的制備方法，其特征在于，包括依次進行的如下步驟：

將錫的鹽溶液在一預設溫度下攪拌均勻；

在攪拌的過程中以預設速率加入弱堿，直至將溶液的pH值調節至酸性，繼續攪拌直至呈凝膠狀態；

對凝膠進行干燥、研磨并燒結，以獲得二氧化錫粉體；

向所述二氧化錫粉體中加入金屬鹽和可揮發醇類溶劑，并進行球磨預設時間，再低溫加熱以使所述可揮發醇類溶劑揮發以獲取金屬摻雜二氧化錫基氣敏漿料；

將所述金屬摻雜二氧化錫基氣敏漿料施加在一傳感器基片上的電極區域，并進行燒結，以獲得二氧化錫基氣敏元件；

所述二氧化錫粉體和所述金屬鹽的質量比為1:0.1-1；

所述金屬摻雜二氧化錫基氣敏漿料的材料為Pt、Pd、Sb₂O₃或MgO摻雜二氧化錫基氣敏材料；

所述可揮發醇類溶劑為乙醇、丙醇或異丙醇；

所述金屬摻雜二氧化錫基氣敏漿料的電阻為10K-1.5M中任一數值。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述將溶液的pH值調節至酸性的步驟中，所述pH值調節至3-4。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預設速率為1-3ml/min，所述預設溫度為0-10℃。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于，將所述金屬摻雜二氧化錫基氣敏漿料施加在一傳感器基片上的電極區域，并進行燒結的步驟中，該燒結的條件是在450-650℃下燒結1-3h。

5.一氧化碳氣體傳感器系統，其特征在于，包括：

封裝在一個殼體內的至少一組陣列傳感器芯片，每組陣列傳感器芯片均包括二氧化錫基氣敏元件和納米氣敏元件，所述二氧化錫基氣敏元件是由權利要求1-4中任一項所述的制備方法制備出，并且對一氧化碳和乙醇均具有響應，所述納米氣敏元件僅對乙醇具有響應；

處理器，用于在所述二氧化錫基氣敏元件具有響應，而所述納米氣敏元件沒有響應時確定當前氣體為一氧化碳。

6.根據權利要求5所述的一氧化碳氣體傳感器系統，其特征在于，所述二氧化錫基氣敏元件中的氣敏材料為金屬或金屬氧化物摻雜二氧化錫基氣敏材料；

所述納米氣敏元件中的氣敏材料為金屬摻雜碳納米管、金屬氧化物摻雜碳納米管或功能化石墨烯。

7.根據權利要求6述的一氧化碳氣體傳感器系統，其特征在于，所述二氧化錫基氣敏元件的基底為微加熱板，所述納米氣敏元件的基底為陶瓷片。

8.根據權利要求7所述的一氧化碳氣體傳感器系統，其特征在于，二氧化錫基氣敏元件的工作溫度為100-130℃。

9.根據權利要求5-8中任一項所述的一氧化碳氣體傳感器系統，其特征在于，所述二氧化錫基氣敏元件具有多個以陣列方式布置的第一敏感位點，每一所述第一敏感位點處均施加有對一氧化碳和乙醇均有響應的氣敏材料；

所述納米氣敏元件上具有多個以陣列方式布置的第二敏感位點，每一所述第二敏感位點處均施加有僅對乙醇具有響應的氣敏材料。