[發(fā)明專利]一種基于八面體結(jié)構(gòu)NiO/Zn2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010557763.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111551592B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫鵬;周朝歌;盧革宇;劉方猛;閆旭;王晨光;梁喜雙;高原
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/12
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/12
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

1.一種基于八面體結(jié)構(gòu)NiO/Zn₂SnO₄復(fù)合敏感材料的丙酮?dú)怏w傳感器，為旁熱式結(jié)構(gòu)，由外表面帶有兩條平行、環(huán)狀且彼此分立的金電極的Al₂O₃陶瓷管襯底、涂覆在陶瓷管外表面和金電極上的半導(dǎo)體復(fù)合敏感材料和置于陶瓷管內(nèi)的鎳鎘合金加熱線圈組成；其特征在于：半導(dǎo)體氧化物復(fù)合敏感材料為八面體結(jié)構(gòu)NiO/Zn₂SnO₄，且其由如下步驟制備得到，

（1）首先將0.5~1 mmol的SnCl₄·5H₂O和1~2 mmol的ZnSO₄·7H₂O按照1:2的摩爾比溶于35~45 mL去離子水里面，然后加入0.08~0.12 g十六烷基三甲基溴化銨和0.20~0.28 g氫氧化鈉，充分?jǐn)嚢?0~40 min；

（2）將步驟（1）得到的溶液在170~190 °C條件下水熱反應(yīng)24~26 h，自然冷卻到室溫后用去離子水和乙醇溶液分別洗滌3~5次，再于70~90 °C空氣氛圍下干燥；

（3）將步驟（2）得到的材料于450~550 °C下煅燒2~3 h；

（4）將50~100 mg步驟（3）得到的材料，0.5~3 mg Ni(NO₃)₂?6H₂O一并加入20~30 mL無(wú)水乙醇中，在室溫下劇烈攪拌6~8 h后于70~90 °C烘干，并于400~500 °C下煅燒2~3 h，從而得到NiO/Zn₂SnO₄復(fù)合敏感材料粉末。

2.權(quán)利要求1所述的一種基于八面體結(jié)構(gòu)NiO/Zn₂SnO₄復(fù)合敏感材料的丙酮?dú)怏w傳感器的制備方法，其步驟如下：

a、取NiO/Zn₂SnO₄復(fù)合敏感材料粉末與去離子水按質(zhì)量比1~3 : 1的比例混合均勻形成漿料；用毛刷蘸取漿料涂覆在外表面上帶有兩條平行、環(huán)狀且彼此分立金電極的Al₂O₃陶瓷管外表面，使其完全覆蓋外表面的金電極；復(fù)合物納米敏感材料的厚度為15~30 μm；

b、將涂覆好的Al₂O₃陶瓷管在紅外燈下烘烤30~45 min；

c、將烘烤后的Al₂O₃陶瓷管在400~450 °C下燒結(jié)2~3 h，然后將電阻值為30~40 Ω的鎳鎘合金加熱線圈穿過(guò)Al₂O₃陶瓷管內(nèi)部，通以直流電為傳感器提供工作溫度；最后通過(guò)鉑絲導(dǎo)線將Al₂O₃陶瓷管焊接在旁熱式六角管座上；

d、最后將傳感器在200~400 °C空氣環(huán)境中老化5~7天，從而得到基于八面體結(jié)構(gòu)NiO/Zn₂SnO₄復(fù)合敏感材料的丙酮?dú)怏w傳感器。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于八面體結(jié)構(gòu)NiO/Zn₂SnO₄復(fù)合敏感材料的丙酮?dú)怏w傳感器的制備方法，其特征在于：Al₂O₃陶瓷管的內(nèi)徑為0.6~0.8 mm，外徑為1.0~1.5 mm，長(zhǎng)度為4~5 mm；單個(gè)金電極的寬度為0.4~0.5 mm，兩條環(huán)狀金電極的間距為0.5~0.6 mm；金電極上引出的鉑絲導(dǎo)線，其長(zhǎng)度為4~6 mm。