[發明專利]丙酮氣敏材料和丙酮氣體傳感器的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202110944117.5
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113720879B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 張愛華;李瑾;曾敏;陸旭兵
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;C01G19/02;C01G55/00;D01D5/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝;葉瓊園

1.一種丙酮氣敏材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：將釕源、錫源和高分子聚合物混合，然后加至溶劑中，進行超聲處理和攪拌，得到前驅體溶液；

S2：將步驟S1獲得的前驅體溶液進行靜電紡絲，得到含釕錫的納米纖維材料；

S3：對步驟S2獲得的含釕錫的納米纖維材料進行熱處理，除去高分子聚合物，得到RuO₂摻雜SnO₂多孔納米管的粉體。

2.根據權利要求1所述的丙酮氣敏材料的制備方法，其特征在于：

在步驟S1中，所述釕源為SnCl₂·2H₂O，所述錫源為RuCl₃·3H₂O，所述SnCl₂·2H₂O中的SnCl₂和所述RuCl₃·3H₂O中的RuCl₃的摩爾比為(20～100):1。

3.根據權利要求2所述的丙酮氣敏材料的制備方法，其特征在于：

在步驟S1中，所述高分子聚合物為PVP；所述SnCl₂·2H₂O與所述PVP的質量比為1:(2～3)。

4.根據權利要求1所述的丙酮氣敏材料的制備方法，其特征在于：

在步驟S1中，所述溶劑由乙醇和DMF調劑而成，所述乙醇和所述DMF的體積比為(1～1.2):1。

5.根據權利要求1～4任一所述的丙酮氣敏材料的制備方法，其特征在于：

在步驟S2中，所述靜電紡絲過程中，注射器的針頭為22G，所述針頭正極與襯底間距為10～20cm，所述針頭和所述襯底之間電壓為12～18kV，進樣流速為0.2～0.5ml/h，持續時間為2h。

6.根據權利要求1～4任一所述的丙酮氣敏材料的制備方法，其特征在于：

在步驟S3中，所述熱處理為加熱至500℃，并保溫2h。

7.根據權利要求1～4任一所述的丙酮氣敏材料的制備方法，其特征在于：

在步驟S1中，所述超聲處理的持續時間為60min，所述攪拌的時間為6h。

8.一種丙酮氣敏材料，其特征在于：

為RuO₂摻雜SnO₂的粉體，并形成SnO₂多孔納米管結構；所述丙酮氣敏材料可感應氣體丙酮的濃度大于等于20ppb。

9.一種丙酮氣體傳感器的制備方法，其特征在于：

將權利要求1～8任一所述的RuO₂摻雜SnO₂多孔納米管粉體與去離子水調至糊狀，適量均勻涂敷在帶有間距100μm金叉指電極的氧化鋁基板，在60℃干燥箱中放置24小時。

10.一種丙酮氣體傳感器的應用，其特征在于：

將權利要求9獲得的丙酮氣體傳感器應用于I型糖尿病患者的檢測；所述丙酮氣體傳感器可感應氣體丙酮的濃度大于等于20ppb。