[發明專利]NiO氧化物半導體二甲苯傳感器及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201910477594.8
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110082398A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 王慶吉;李朝陽;趙昱博;劉澤軒
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 藏斌;趙青朵

本發明屬于氣體傳感器領域，具體涉及一種NiO氧化物半導體二甲苯傳感器及其制備方法與應用。本發明提供的NiO氧化物半導體二甲苯傳感器包括：外表面套設有兩個平行且彼此分隔的環形Au電極的Al₂O₃陶瓷管，連接在每個所述環形Au電極上的鉑絲，涂覆在所述Al₂O₃陶瓷管外表面和環形Au電極上的半導體氧化物敏感材料，和置于所述Al₂O₃陶瓷管內的鎳鎘合金線圈，所述半導體氧化物敏感材料為多孔花狀的NiO。本發明以多孔花狀的NiO作為傳感器的敏感材料，用該敏感材料制得的氣體傳感器具有對二甲苯廣泛的檢測范圍以及低檢測下限(5ppm)，在檢測環境中二甲苯污染物方面有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于氣體傳感器領域，具體涉及一種NiO氧化物半導體二甲苯傳感器及其制備方法與應用。

背景技術

二甲苯(C₈H₁₀)是一種無色透明液體，易揮發且具有刺激性氣味、易燃，易溶于有機溶劑，沸點為137～140℃，屬于低毒類化學物質，是工業生產中必不可少的化學物質。二甲苯廣泛應用于涂料、樹脂、染料、油墨等行業做溶劑；也可用于醫藥、農藥等行業作合成單體或溶劑；還可作為汽油組分，是有機化工中的重要原料。

二甲苯對眼及上呼吸道有刺激作用，高濃度時對中樞系統有麻醉作用，皮膚接觸常發生皮膚干燥、皸裂、皮炎。在工業方面，二甲苯氣體的泄露極易引起爆炸，并造成不必要的損失。因此，對二甲苯氣體的檢測變得尤為重要。

半導體氣體傳感器是一種廣泛應用于氣體檢測的元器件，在實際使用中，氣體會通過物理吸附或化學吸附等不同方式與氣體傳感器上的半導體材料發生作用，使得半導體材料內部載流子的濃度、遷移率和材料的電導率發生改變，從而引起材料阻值的變化，并通過對相關信號(電壓、電流、阻值)的采集與轉化，已達到檢測氣體的目的。

近年來，圍繞著用于檢測二甲苯氣體的半導體氣體傳感器，國內外已經開展了廣泛的研究，但目前已開發出的半導體氣體傳感器在檢測大氣環境中二甲苯濃度方面的使用效果還有待進一步提高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種NiO氧化物半導體二甲苯傳感器及其制備方法與應用，本發明提供的二甲苯傳感器具有廣泛的檢測范圍、低檢測下限的優異性能，促進了此種傳感器在日常生活環境中二甲苯濃度檢測的實用化。

本發明提供的二甲苯傳感器除了具有廣泛的檢測范圍、低檢測下限外，并具有良好的重復性和長期穩定性。該傳感器的檢測下限為5ppm，因此可用于日常生活環境中二甲苯含量的檢測。