[發明專利]以女貞子花粉為模板合成SnO2

有效

• 申請號: 201910963304.0
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110632129B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 段凌瑤;侯超逸;李蕓玲;婁慧慧;鄧紹新;夏克東;侯振雨
• 申請（專利權）人: 河南科技學院
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 鄭州明德知識產權代理事務所(普通合伙) 41152
• 代理人: 張獻偉

本發明公開了一種以女貞子花粉為模板合成SnO₂在氣敏材料中的應用，本發明合成的SnO₂以女貞子花粉為模板，采用模板浸漬法，經過超聲浸漬、離心洗滌、煅燒等工藝流程，成功合成了三維多孔骨架網狀結構材料，很好的保留了花粉的多級孔道結構，使氣體擴散加快，產物能更好地與氣體進行反應，同時銨鹽組分的分解揮發使硝酸鈷前期融化后吸附在花粉表面，與模板充分結合，溫度進一步升高后分解，Co在對模板進行加固，避免模板坍塌變形，破壞花粉形貌，同時反應生成的Co還可對SnO₂進行有效的摻雜，制得的氣敏元件在無光照及藍光條件下，能有效增強對丙二醇、甲醇、乙醇的氣敏性能。

技術領域

本發明涉及半導體氣敏材料合成技術領域，具體涉及一種以女貞子花粉為模板浸漬合成的SnO₂在氣敏材料中的應用。

背景技術

人們所處生活環境的污染日益嚴重，健康受到了環境污染所帶來的威脅，在現階段，環境問題得到了人們的高度重視。為了更好地生存和發展，人類需要使用外部設備來感知環境。為了檢測大氣污染物，人們需要一種靈敏度較高的儀器，可以高效迅速的檢測出大氣中所含有害物質。而對于人們健康問題的檢測，也需要這種設備，根據人們呼出氣體中是否含有某種氣體，可檢測出某種病變。因此，傳感器就是在這種情況下產生的，是人類感官的一種延伸，得到了廣泛關注和迅速發展。氣敏傳感器能夠將有用信息轉化成電信號，因此在環境檢測及制作醫用設備等方面有很好的應用前景。

SnO₂是一種N型氧化物功能性半導體材料，研究領域較寬，應用廣泛。SnO₂材料靈敏度高、響應快、穩定性好，摻雜金屬元素可提高樣品對目標氣體的選擇性， 因而SnO₂在對呼出氣體的檢測上有較大的研究價值。SnO₂氣敏傳感器的氣敏性能受多種因素的影響，目前，對其主要的研究方向是對制備材料進行摻雜改性以及增加材料的比表面積。SnO₂材料屬于表面控制型氣敏機理， 所以靈敏度高低受材料比表面積影響， 通常靈敏度會隨材料比表面積的增大而增大。

近年來，使用生物模板法制備新型材料的研究有了很大進展。生物模板技術是使用天然生物為模板，是基于浸漬原理與高溫煅燒建立起來的，自然界中可以作模板使用的生物種類繁多，生物模板法能夠很好的再現原始模板的形態 ，但是常規的煅燒方法會破壞生物模板形貌，影響氣敏材料的氣敏性能。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種SnO₂氣敏材料的應用，將氣敏管芯在盛有去離子水、乙醇的燒杯中超聲波清洗10min。將清洗好的氣敏管芯置于潔凈的環境中晾干或置于潔凈容器內于烘箱中在80℃下烘30min。將制好的電子漿料（電子漿料固含量80%左右，玻璃粉在3%-5%，有機載體在20%左右；制備SnO₂氣敏元件的有機載體為按比例混合的松油醇與乙基纖維素，SnO₂氣敏元件制備時有機載體為松油醇）使用牙簽均勻涂抹在氣敏管芯的陶瓷管上，以電極引線作為4個腳，置于點滴板上（注意對點滴板的穴位進行編號），室溫條件下，于高溫馬弗爐內放置20-30min，之后150℃烘干20min，250℃烘干20min，350℃烘干20min；600度燒結2小時。燒結溫度一般高于玻璃粉的融化溫度約100度，取出元件，將其焊接在六腳支架上，把電阻絲穿過陶瓷管，把兩端焊接到接口處，再把多余的電阻絲剪掉，測試所需的氣敏元件制備完成；

將氣敏元件插在AS-20型傳感器老化臺上老化3-5天；老化完成后，插入CGS-8型氣敏測試儀上，打開測試系統，設置好參數，調試電流，找到合適的響應電流。然后在不同波長（紫光、藍光、無光照）的光照（LED腔）、不同的氣氛下進行。

其中，所述氣敏材料的合成方法，步驟如下：

1.花粉的預處理：