[發明專利]一種乙酸乙酯氣體傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201910191519.5
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109752415B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 阮圣平;尹延洋;周敬然;溫善鵬;劉彩霞;李昕;張楠;韓靜
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種以PrFeO₃修飾的核殼八面體結構Fe₂O₃納米顆粒為敏感層的乙酸乙酯氣體傳感器及其制備方法，屬于氣體傳感器技術領域。由帶有Pd金屬叉指電極的Al₂O₃襯底、在Pd金屬叉指電極和Al₂O₃襯底上采用涂覆技術制備的PrFeO₃修飾的核殼八面體結構Fe₂O₃納米顆粒敏感層組成；納米顆粒的粒徑為500nm～700nm，大量PrFeO₃納米粒子生長在核殼八面體結構Fe₂O₃的表面上；該方法簡單易行、工序少、成本低廉、對設備要求低，制備的乙酸乙酯氣體傳感器氣敏響應快，適于大批量生產，具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于氣體傳感器技術領域，具體涉及一種以PrFeO₃修飾的核殼八面體結構Fe₂O₃納米顆粒為敏感層的乙酸乙酯氣體傳感器及其制備方法。

背景技術

隨著工業化和現代化進程的快速發展，在物質財富極大豐富的同時，生產安全和環境問題也日益凸顯。愈來愈多的有毒有害氣體被排放到空氣當中，例如煤炭燃燒、汽車尾氣中的一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等，建筑材料中釋放的有機易揮發性有毒氣體苯、甲醛、二甲苯等。這些易燃易爆、有毒有害氣體一旦產生或泄露，不僅對環境造成嚴重的污染，還對人們的健康和生命造成威脅。因此，出于對環境保護和人身安全的考慮，研究并開發出一些響應度高、檢測速度快的氣體傳感器就顯得十分必要。

乙酸乙酯通常被用作工業溶劑、粘合劑以及香料原料，是一種無色有甜味的易燃易爆有毒氣體，易與空氣形成爆炸性混合物。當乙酸乙酯泄漏到空氣中并達到一定濃度時，遇明火就會發生爆炸，從而威脅人們生命財產安全。如果乙酸乙酯在發生泄漏的初期、濃度低于爆炸上限時能夠被探測到并發出警報，就可以有效地避免爆炸的發生，保護人們的生命和財產安全。因此，開發響應度高、檢測下限低、響應速度快的乙酸乙酯氣體傳感器具有重要意義。

氣體傳感器利用敏感材料直接吸附檢測氣體，使得材料的電學性質等發生變化，經過外圍電路檢測敏感元件的輸出信號變化而檢測氣體濃度。

用于氣體傳感的材料有很多，目前主要應用氧化物半導體敏感材料。不同形貌的氧化物半導體敏感材料對氣敏性能有著很大的影響，因此往往通過合成不同形貌的敏感材料來改善氣敏性能。除此之外，敏感材料的結構也對氣敏性能有影響。在這之中，異質結構被廣泛研究并應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種以PrFeO₃修飾的核殼八面體結構Fe₂O₃納米顆粒為敏感層的乙酸乙酯氣體傳感器及其制備方法。該方法簡單易行、工序少、成本低廉、對設備要求低，制備的乙酸乙酯氣體傳感器氣敏響應快，適于大批量生產，具有重要的應用價值。

本發明所述的是一種以PrFeO₃修飾的核殼八面體結構Fe₂O₃納米顆粒為敏感層的乙酸乙酯氣體傳感器，從下至上依次由帶有Pd金屬叉指電極的Al₂O₃襯底、在Pd金屬叉指電極和Al₂O₃襯底上采用涂覆技術制備的敏感層組成；其特征在于：以PrFeO₃修飾的核殼八面體結構Fe₂O₃納米顆粒為敏感層，納米顆粒的粒徑為500nm～700nm，大量PrFeO₃納米粒子生長在核殼八面體結構Fe₂O₃的表面上；Pd金屬叉指電極的寬度和間距均為0.15～0.20mm，厚度為100～150nm；且PrFeO₃修飾的核殼八面體結構Fe₂O₃納米顆粒敏感層由如下步驟制備得到，