[發明專利]一種二氧化氮氣體電子傳感材料及制備方法

在審

• 申請號: 201810683446.7
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN109030576A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 陳慶;司文彬
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于傳感器的技術領域，提供了一種二氧化氮氣體電子傳感材料及制備方法。該方法以聚苯乙烯磺酸修飾納米氧化鋅，并使吡咯單體在氧化鋅表面進行原位聚合，制得氧化鋅/聚吡咯復合材料的水溶液，然后旋涂于叉指金電極的表面并干燥，制得二氧化氮氣體電子傳感材料。與傳統方法相比，本發明的制備的氣體傳感材料，通過在聚苯乙烯磺酸修飾的氧化鋅表面原位聚合吡咯得到的得到穩定均一的氧化鋅/聚吡咯復合材料水分散液，明顯改善了氧化鋅和聚吡咯的復合性能，確保了氣敏元件的一致性和穩定性，提高了二氧化氮氣敏傳感器靈敏度，可有效用于二氧化氮氣體的檢測。

技術領域

本發明屬于傳感器的技術領域，提供了一種二氧化氮氣體電子傳感材料及制備方法。

背景技術

自 20 世紀末人類進入信息社會以來，人們的一切活動都是以信息獲取與信息交換為中心，作為信息技術的基礎與三大支柱之一的傳感器技術也進入高速發展的新時期。隨著人們生活水平的不斷提高和對環保的日益重視，對各種有毒、有害氣體的探測，對大氣污染、工業廢氣的監測以及對食品和居住環境質量的檢測，對氣體傳感器提出了更高的要求。

氣體傳感器是一種將氣體的成份、濃度等信息轉換成可以被人員、儀器儀表、計算機等利用的信息的裝置氣體傳感器一般被歸為化學傳感器的一類，盡管這種歸類不一定科學。主要包括：半導體氣體傳感器、電化學氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導式氣體傳感器、紅外線氣體傳感器、固體電解質氣體傳感器等。

目前氣體傳感器材料的金屬氧化物半導體材料己趨于成熟化，目前的的工作主要有兩個方向：是利用化學修飾改性方法，對現有氣體敏感膜材料進行摻雜、改性和表面修飾等處理，并對成膜工藝進行改進和優化，提高氣體傳感器的穩定性和選擇性；是研制開發新的氣體敏感膜材料，如復合型和混合型半導體氣敏材料、高分子氣敏材料，使得這些新材料對不同氣體具有高靈敏度、高選擇性、高穩定性。由于叉指電極對涂覆在其上的薄膜電阻、電解質變化響應極其靈敏，因此基于叉 指電極的電阻型、電容型氣體傳感器如雨后春筍般涌現。

目前國內外在傳感器技術，尤其是氣體傳感材料方面已取得了一定成效。其中祖佰祎等人發明了一種基于二氧化鈦/石墨烯的二氧化氮傳感器及制備方法（中國發明專利申請號201310234385.3），該傳感器是由陶瓷基底、電極、二氧化鈦/石墨烯復合材料、加熱器及熱電偶和信號處理部分組成，使用二氧化鈦/石墨烯復合材料為NO₂氣敏功能材料，通過測量NO₂吸附至材料表面時材料電阻的變化達到對NO₂傳感的目的；測量信號為傳感器電阻變化或由此引起的電路中電壓、電流變化；該傳感器具有工作溫度低、溫度響應范圍寬、靈敏度高、檢測限高、響應時間短的特征。另外，傅鐵祥發明了一一種二氧化氮氣體傳感器及其制備方法（中國發明專利申請號201410633610.5），該傳感器組成包括：絕緣陶瓷管，設于絕緣陶瓷管上的一對金屬電極和金屬引出導線以及噴涂于金屬電極和絕緣陶瓷管上的氣敏材料層；其中氣敏材料層由配合物[Fe（bipyO₂）Cl₂]Cl組成；制備方法如下：由無水FeCl₃與bipyO₂在沸騰的DMF中合成配合物[Fe（bipyO₂）Cl₂]Cl。取[Fe（bipyO₂）Cl2]Cl固體研磨2小時，然后在去離子水中超聲均勻分散，加入0.1%的聚乙烯醇粘結劑；將所得溶膠噴涂到叉指電極和絕緣管上，干燥3小時；該傳感器具有響應度好，響應和恢復快，免燒結，能在室溫下工作的優點。

可見，現有技術中的氣體傳感材料，尤其是二氧化氮氣體電子傳感材料存在穩定性差，靈敏度不高等缺點，進而影響了氣體傳感材料的進一步發展應用。

發明內容

針對這種情況，我們提出一種二氧化氮氣體電子傳感材料及制備方法，顯著提高了二氧化氮氣敏傳感器的一致性及穩定性，并且靈敏度高。

為實現上述目的，本發明涉及的具體技術方案如下：