[發明專利]一種用于海鮮新鮮度檢測的半導體氣體傳感器的制備方法

在審

• 申請號: 202011625478.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112816525A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 閆文君;張爾攀;凌敏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

本發明公開了一種用于海鮮新鮮度檢測的半導體氣體傳感器的制備方法，本發明開發了一種對三甲胺氣體具有超快響應和良好選擇性的半導體核殼結構納米材料Co₃O₄@ZnO，該材料通過氧化核殼結構ZIF67@ZIF8制得，具有多孔性和空心結構；將Co3O4@ZnO納米材料與松油醇混合研磨均勻，形成有一定粘度的漿料；采用基于MEMS技術的集成有微加熱器的硅基底叉指電極芯片作傳感器芯片，將上述制備的漿料涂覆于叉指電極中間位置，獲得性能穩定的傳感器件。本發明制備的傳感器檢測三甲胺氣體時具有良好的選擇性，不受乙醇、氨氣等干擾，且受環境濕度影響極小，響應迅速、恢復徹底。

技術領域

本發明是關于半導體氣體傳感器的，尤其涉及一種用于海鮮新鮮度檢測的半導體氣體傳感器。

背景技術

海鮮產品極易腐敗，海鮮產品隨放置時間加長會產生三甲胺氣體，可通過三甲胺氣體濃度來檢測海鮮產品新鮮度。目前三甲胺半導體氣體傳感器選擇性較差，檢測濃度較高，響應/恢復時間較長，限制了其應用。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，通過核殼結構納米材料的設計，開發了一種對三甲胺氣體具有超高靈敏度和選擇特異性的半導體氣敏材料，制得一種用于海鮮新鮮度檢測的半導體氣體傳感器。

一種用于海鮮新鮮度檢測的半導體氣體傳感器，其制備方法具體包括以下步驟：

步驟一、分別配制一定濃度的二水醋酸鈷水溶液和二甲基咪唑水溶液，分別取一定量二水醋酸鋅水溶液和二甲基咪唑水溶液，二者等體積充分混合均勻后將得到的混合溶液在室溫下放置30min，將混合溶液中的沉淀物離心分離，洗滌、真空條件下烘干，獲得產物ZIF67；

步驟二、取一定量步驟1的產物，分散到二甲基咪唑水溶液中，得到混合溶液A；

步驟三、配制一定濃度的二水醋酸鋅水溶液，加入到步驟2得到的混合溶液A中，二者等體積混合，充分混合均勻后在室溫下放30min。將混合溶液中的沉淀物離心分離，洗滌、真空干燥，獲得具有核-殼納米結構的ZIF67@ZIF8。

步驟四、將步驟3制得的ZIF核殼結構納米材料在空氣中煅燒，得到多孔空心的Co₃O₄@ZnO核殼結構。

步驟五、將步驟4中制備的Co₃O₄@ZnO核殼結構納米材料與松油醇研磨混合均勻，形成有一定粘度的漿料；采用基于MEMS技術的集成有微加熱器的硅基底叉指電極芯片作傳感器芯片，將上述制備的漿料涂覆于叉指電極中間位置，利用集成的微加熱器，除去有機溶劑松油醇，制得敏感材料為Co₃O₄@ZnO的半導體氣體傳感器，該傳感器對三甲胺氣體具有超靈敏的選擇特異性，可用來檢測海鮮新鮮度。

作為優選，ZIF67@ZIF8核殼結構的合成，是以ZIF67為核、ZIF8為外層殼，步驟1中先合成ZIF67，步驟三中在ZIF67表面包裹ZIF8外殼。

作為優選，所述步驟一和步驟三中的二水醋酸鈷水溶液濃度為120mmol/L；二甲基咪唑水溶液濃度為6mol/L。

作為優選，所述的二水醋酸鋅水溶液和二甲基咪唑水溶液的量分別為8－10mL。

有益效果：

1、本發明制備的氣體傳感器對三甲胺氣體具有良好的選擇探測性；

2、本發明制備的氣體傳感器對低濃度三甲胺氣體具有超迅速的探測特性，且靈敏度較高；

3、本發明制備的氣體傳感器檢測低濃度三甲胺氣體時，幾乎不受高濃度甲醛、乙醇、氨氣等氣體的影響。

4、本發明制備的氣體傳感器檢測三甲胺氣體時，受環境濕度影響極小。

附圖說明