[發(fā)明專利]丙酮?dú)饷舨牧虾捅獨(dú)怏w傳感器的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110944117.5
• 申請(qǐng)日: 2021-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113720879B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張愛(ài)華;李瑾;曾敏;陸旭兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/00
• 分類號(hào): G01N27/00;C01G19/02;C01G55/00;D01D5/00
• 代理公司: 廣州駿思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝;葉瓊園

本發(fā)明公開(kāi)了一種丙酮?dú)饷舨牧系闹苽浞椒ǎㄒ韵虏襟E：S1：將釕源、錫源和高分子聚合物混合，然后加至溶劑中，進(jìn)行超聲處理和攪拌，得到前驅(qū)體溶液；S2：將步驟S1獲得的前驅(qū)體溶液進(jìn)行靜電紡絲，得到含釕錫的納米纖維材料；S3：對(duì)步驟S2獲得的含釕錫的納米纖維材料進(jìn)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，極好地改善材料對(duì)丙酮?dú)怏w的選擇性、靈敏度等氣敏功能特性，并在一定程度上降低丙酮檢測(cè)工作時(shí)的溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及丙酮?dú)怏w探測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種丙酮?dú)饷舨牧霞捌渲苽浞椒ǎ€涉及一種丙酮?dú)怏w傳感器的制備方法及其以用。

背景技術(shù)

丙酮是一種重要的廣泛應(yīng)用的工業(yè)原料，然而丙酮易燃、有毒，對(duì)人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有抑制和麻醉作用。高濃度吸收會(huì)對(duì)腎、肝以及胰腺造成嚴(yán)重傷害，有鑒于此，在污染事故、環(huán)境影響評(píng)價(jià)及設(shè)施驗(yàn)收等環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，需對(duì)其的含量進(jìn)行檢測(cè)。在醫(yī)學(xué)上，I型糖尿病患者會(huì)呼出一種特殊的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)--丙酮(CH₃COCH₃)氣體分子。據(jù)報(bào)道，在I型糖尿病患者的呼出氣中觀察到高丙酮濃度超過(guò)百萬(wàn)分之1.8(ppm)，而健康人為0.3-0.9ppm。因此，丙酮可作為生物標(biāo)志物用于I型糖尿病的診斷。目前，傳統(tǒng)的糖尿病患者的檢測(cè)主要采用GC/GC-MS氣相色譜法、固相微萃取法等，相比以氣體傳感器作為檢測(cè)單元的呼氣分析，由于其具有非侵入性，實(shí)惠，快速和簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在個(gè)人醫(yī)療保健監(jiān)測(cè)領(lǐng)域占有主要地位。作為氣體傳感器一個(gè)重要分支的半導(dǎo)體式氣體傳感器，由于其具有價(jià)格低、全固態(tài)、體積小、可集成化等優(yōu)點(diǎn)而逐漸進(jìn)入了人們的視野中，然而，為了通過(guò)呼吸分析準(zhǔn)確診斷糖尿病，呼吸分析儀必須對(duì)低于ppm或甚至低于十億分之一(ppb)級(jí)別痕量濃度的丙酮敏感，并且在非常潮濕(通常為90％相對(duì)濕度)的呼出氣中對(duì)這些生物標(biāo)志物具有選擇性。因此，仍需進(jìn)一步提高傳感材料及器間對(duì)丙酮的靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性。

基于金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)的氣體材料，例如ZnO，SnO₂，In₂O₃，WO₃等，在各種傳感器的應(yīng)用和研究最為廣泛。其技術(shù)成熟、靈敏度高、穩(wěn)定性好、能長(zhǎng)期服役，實(shí)現(xiàn)快速、低成本檢測(cè)，具有巨大應(yīng)用前景。然而，目前關(guān)于SnO₂基氧化物半導(dǎo)體的丙酮?dú)饷舨牧系难芯繄?bào)道較少。文獻(xiàn)“《Journal of Materials Science》50(2015)pp.2605-2615”公開(kāi)了一種將Pd負(fù)載在SnO₂納米纖維表面(Pd-SnO₂)的物理化學(xué)方法，并研究了Pd納米顆粒負(fù)載在SnO₂納米纖維表面的氣敏特征與物理機(jī)理。文獻(xiàn)“《Advanced Functional Materials》419(2016)pp.1-9”通過(guò)模板發(fā)合成了Pt負(fù)載在SnO₂納米管表面的(Pt-SnO₂)的物理化學(xué)方法，并研究了Pt納米顆粒負(fù)載在SnO₂納米纖維表面的氣敏特征與物理機(jī)理。因此，關(guān)于SnO₂基納米結(jié)構(gòu)的氣敏材料的制備方法亟待研究發(fā)展。