[發明專利]一種可見光激發的丙酮氣體傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010581667.0
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111812162B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 林志東;商震;王思煜;付萍;陳喆
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 陳曉斌

1.一種可見光激發的丙酮氣體傳感器，其特征在于，包括叉指電極、包覆于所述叉指電極上的氣敏材料層以及位于所述氣敏材料層上方的可見光激發裝置，所述氣敏材料層的材料為具有核殼結構的Au@SnO₂氣敏材料，包括納米金顆粒核體以及包覆于所述核體表面的SnO₂殼層，所述核體粒徑為6-15nm；

所述殼層厚度為6-15nm；所述可見光激發裝置的發射波長范圍為500-600nm。

2.根據權利要求1所述的可見光激發的丙酮氣體傳感器,其特征在于，所述氣敏材料層的厚度為1-20μm。

3.一種如權利要求1所述的可見光激發的丙酮氣體傳感器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）將核殼結構的Au@SnO₂氣敏材料與分散劑混合、研磨得到漿料，所述漿料的濃度為0.03-0.4g/L；

2）將所述漿料涂覆在叉指電極的陶瓷片上，烘干，得到氣敏材料層，將可見光激發裝置封裝于氣敏材料層上方，得到丙酮氣體傳感器。

4.根據權利要求3所述的可見光激發的丙酮氣體傳感器的制備方法，其特征在于,步驟1）包括，先將核殼結構的Au@SnO₂氣敏材料研磨至無明顯團聚顆粒，然后將研磨后的核殼結構的Au@SnO₂氣敏材料與分散劑混合，研磨至無明顯分層，得到所述漿料。

5.根據權利要求3所述的可見光激發的丙酮氣體傳感器的制備方法，其特征在于，步驟1）中所述分散劑為乙醇，步驟2）中將所述漿料旋涂在叉指電極的陶瓷片，然后在紅外燈下照0.5-2h，得到丙酮氣體傳感器。

6.根據權利要求3所述的可見光激發的丙酮氣體傳感器的制備方法，其特征在于，步驟1）之前還包括核殼結構的Au@SnO₂氣敏材料的制備，具體制備步驟如下：

a)將氯金酸溶液加熱至沸騰，在攪拌以及沸騰條件下，滴加檸檬酸三鈉溶液得到納米金溶膠反應液，當納米金溶膠反應液的顏色變為紅色時停止加熱，冷卻，得到納米金溶膠；

b)將所述納米金溶膠與氯化錫水溶液混合得到混合反應液，將所述混合反應液在160-180℃條件下水熱反應4-6h，冷卻，固液分離，得到具有核殼結構的Au@SnO₂氣敏材料。

7.根據權利要求6所述的可見光激發的丙酮氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述氯金酸溶液濃度為0.1-10mmol/L，所述檸檬酸三鈉溶液濃度為0.01-0.15mol/L，所述氯金酸溶液中氯金酸物質的量與所述檸檬酸三鈉溶液中檸檬酸三鈉的物質的量比值為1：（5-10）。

8.根據權利要求6所述的核殼結構的Au@SnO₂氣敏材料的制備方法，其特征在于，所述氯化錫水溶液的濃度為0.01-0.5mol/L，所述氯金酸溶液中氯金酸的物質的量與氯化錫水溶液中氯化錫物質的量比值為1：（50-200）。