[發(fā)明專利]一種氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)氣體傳感器及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010629574.0
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111624237B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏曉紅;張歡歡;高云;鮑鈺文;凱文·赫姆伍德
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;C23C18/12;C23C14/35;C23C14/18;B82Y15/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 馬小星

1.氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)氣體傳感器在氣體測試中的應(yīng)用，所述氣體為氫氣、一氧化碳、氨氣或二氧化氮；所述應(yīng)用的溫度為室溫；

所述氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)氣體傳感器自下而上包括襯底、設(shè)置在所述襯底表面的氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層和設(shè)置在所述氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層表面叉指電極；所述氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層由氧化鎳和二氧化鈦納米棒組成；

所述氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層包括二氧化鈦納米棒和填充在所述二氧化鈦納米棒之間的氧化鎳；

或包括二氧化鈦納米棒/氧化鎳復(fù)合層和生長在所述二氧化鈦納米棒/氧化鎳復(fù)合層上表面的氧化鎳層；所述二氧化鈦納米棒/氧化鎳復(fù)合層包括二氧化鈦納米棒和填充在所述二氧化鈦納米棒之間的氧化鎳；

或包括二氧化鈦納米棒層和生長在所述二氧化鈦納米棒層上表面的氧化鎳層；

當(dāng)所述氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層包括二氧化鈦納米棒和填充在二氧化鈦納米棒之間的氧化鎳時，所述氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層的厚度為1.6～2.0μm；

當(dāng)氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層包括二氧化鈦納米棒/氧化鎳復(fù)合層和生長在所述二氧化鈦納米棒/氧化鎳復(fù)合層上表面的氧化鎳層時，所述二氧化鈦納米棒/氧化鎳復(fù)合層的厚度為2.1～2.5μm，所述氧化鎳層的厚度為150～200nm；

當(dāng)所述氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層包括二氧化鈦納米棒層和生長在二氧化鈦納米棒層上表面的氧化鎳層時，所述二氧化鈦納米棒層的厚度為3.2～3.6μm，所述氧化鎳層的厚度為250～300nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述襯底為FTO襯底；所述叉指電極為鉑叉指電極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采用水熱法在襯底表面制備二氧化鈦納米棒薄膜，然后進行第一退火；

(2)在所述第一退火后的二氧化鈦納米棒薄膜上生長氧化鎳，然后進行第二退火，得到氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)層；

(3)在所述氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)表面制備叉指電極，得到氧化鎳/二氧化鈦納米棒復(fù)合結(jié)構(gòu)氣體傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟(1)中水熱法的水熱溫度為120～180℃，水熱時間為6～16h；所述水熱法所用溶劑為水或水和乙醇的混合溶劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述第一退火的溫度為300～500℃，時間為20～60min，退火氣氛為空氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟(2)中生長氧化鎳的方法為水熱法或磁控濺射法；所述水熱法的水熱溫度為120～150℃，水熱時間為4～12h；所述磁控濺射的背底壓強為6×10-4Pa，濺射NiO的射頻功率為60～100W，濺射時間為15～60min。

7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述第二次退火的溫度為300～500℃，時間為60～120min，退火氣氛為空氣。