[發(fā)明專(zhuān)利]用于丙酮?dú)饷粼暮衲げ牧稀⒅苽浞椒氨獨(dú)饷粼?/span>有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110174954.4 | 申請(qǐng)日： | 2021-02-09 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112986340B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-09-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 曹冠龍;李鐵;張玉龍;翁曉云 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 河北工業(yè)大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | G01N27/12 | 分類(lèi)號(hào)： | G01N27/12;B82Y40/00;B82Y15/00 |
| 代理公司： | 天津市鼎拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12233 | 代理人： | 任小鵬 |
| 地址： | 300401 天津*** | 國(guó)省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 丙酮 元件 材料 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種用于丙酮?dú)饷粼暮衲げ牧稀⒅苽浞椒氨獨(dú)饷粼瑢儆跉饷魝鞲衅黝I(lǐng)域。所述厚膜材料制備方法包括：常溫下通過(guò)二水合醋酸鋅、六水合硝酸鈰、氨水和DMP?30制備前驅(qū)體并置于高壓釜中反應(yīng)，再將反應(yīng)的沉淀物與去離子水研磨后制備出糊狀漿料，在氣敏元件表面涂覆后，經(jīng)退火、老化制得厚膜材料。本發(fā)明通過(guò)摻雜工藝抑制了ZnO晶粒的生長(zhǎng)，增加了比表面積；同時(shí)定量加入DMP?30，進(jìn)一步降低了氧化鋅的結(jié)晶粒徑，并且在高溫退火后，乙二胺分解產(chǎn)生氣體，增加了材料的孔隙率，進(jìn)一步增加材料的比表面積，實(shí)現(xiàn)厚膜材料對(duì)丙酮的高選擇性；制備工藝簡(jiǎn)單，參數(shù)比例可控，室溫即可滿足制備條件，降低了成本。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于氣敏傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種用于丙酮?dú)饷粼暮衲げ牧稀⒅苽浞椒氨獨(dú)饷粼?/p>
背景技術(shù)
揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)是一種大氣污染物，一般在工業(yè)生產(chǎn)、建筑裝修等過(guò)程中產(chǎn)生，對(duì)室內(nèi)環(huán)境、區(qū)域性大氣臭氧污染、PM2.5污染等產(chǎn)生重要的影響。VOC包括非甲烷碳?xì)浠衔铩⒑跤袡C(jī)化合物、鹵代烴、含氮有機(jī)化合物、含硫有機(jī)化合物等，丙酮是一種典型的VOC氣體，具有微毒性，危害人體健康，長(zhǎng)期接觸該品會(huì)出現(xiàn)眩暈、灼燒感、咽炎、支氣管炎、乏力、易激動(dòng)等，反復(fù)接觸可致皮膚出現(xiàn)炎癥。此外，在醫(yī)療方面，丙酮又是糖尿病及酮酸中毒癥的檢測(cè)標(biāo)志。通常采用丙酮傳感器來(lái)進(jìn)行丙酮含量的監(jiān)測(cè)。
現(xiàn)有技術(shù)中，用于監(jiān)測(cè)丙酮含量的氣敏傳感器一般采用半導(dǎo)體材料制備，所采用的半導(dǎo)體材料決定了氣敏傳感器的成本、靈敏度、選擇性能以及物理、化學(xué)穩(wěn)定性。目前針對(duì)丙酮監(jiān)測(cè)的氣敏傳感器，成本較高，制備工藝較復(fù)雜，且選擇性能局限性大。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，本發(fā)明旨在提供一種用于丙酮?dú)饷粼暮衲げ牧稀⒅苽浞椒氨獨(dú)饷粼ㄟ^(guò)摻雜工藝抑制氧化鋅晶粒的長(zhǎng)大，同時(shí)增加厚膜孔隙率，從而增加吸附表面積，提高對(duì)丙酮的選擇性、靈敏度和穩(wěn)定性，提高檢測(cè)的精度和準(zhǔn)確度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于丙酮?dú)饷粼暮衲げ牧系闹苽浞椒ǎ龊衲げ牧系闹苽浞椒òㄈ缦虏襟E：
步驟S1，取體積比為1：(1-2)：1的去離子水、無(wú)水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺，依次加入容器中混合均勻，制得混合溶液A；
步驟S2,在混合溶液A中依次加入二水合醋酸鋅、六水合硝酸鈰和DMP-30，其中二水合醋酸鋅與六水合硝酸鈰的摩爾比為1:(0.02-0.06)，二水合醋酸鋅與DMP-30按照1mol：1000mL的比例配比，并攪拌至完全溶解，得到混合溶液B；
步驟S3，將氨水滴至所述混合溶液B中，直至PH＝7-7.5，并在20-40℃條件下攪拌30min，得到混合溶液C；
步驟S4，將混合溶液C倒入高壓釜中，升溫至140-180℃保溫4h；
步驟S5，收集高壓釜中的沉淀物，將沉淀物離心、洗滌后，在70-80℃干燥10-12h，得到納米顆粒；
步驟S6，將所述納米顆粒與去離子水混合研磨成糊狀漿料，并均勻地涂敷在氣敏元件表面，再將氣敏元件進(jìn)行退火和老化，制得氣敏元件的厚膜材料。
作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述退火，將氣敏元件置于燒結(jié)爐中升溫至450-750℃退火2h。
作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述老化，將退火后的氣敏元件置于干燥箱中升溫至70-100℃老化72小時(shí)。
第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于丙酮?dú)饷粼暮衲げ牧希龊衲げ牧喜捎蒙鲜龅闹苽浞椒ㄖ苽洌涑煞譃閾诫s有CeO2的ZnO多孔陶瓷，厚度為16-18μm。
第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種丙酮?dú)饷粼鰵饷粼砻嫱扛灿猩鲜龅暮衲げ牧稀?/p>
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