[發明專利]一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202111347301.8
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114113237A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 胡瑋玥;王慧宇;石宇;王澤宇;葛楊龍;楊云;賴宇彬;李雪
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;C04B41/87;C01G9/02;B82Y40/00
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

1.一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器，包括Al₂O₃陶瓷管(1)、鎳鎘加熱線圈(3)和通用旁熱式六角管座，其特征在于：所述Al₂O₃陶瓷管(1)的表面設有兩條平行、環狀且彼此分立的金電極(4)，所述金電極(4)引出有鉑絲導線(5)，所述鉑絲導線(5)焊接在通用旁熱式六角管座上，所述Al₂O₃陶瓷管(1)和金電極(4)表面涂覆有納米棒狀ZnO敏感材料(2)，所述鎳鎘加熱線圈(3)設置在Al₂O₃陶瓷管(1)的內部。

2.根據權利要求1所述的一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器，其特征在于，所述納米棒狀ZnO敏感材料(2)的涂覆厚度為15～30μm。

3.根據權利要求1所述的一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器，其特征在于，所述Al₂O₃陶瓷管(1)的內徑為0.6～0.8mm，外徑為1.0～1.5mm，長度為4～5mm。

4.根據權利要求1所述的一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器，其特征在于，所述金電極(4)單個的寬度為0.4～0.5mm，兩條金電極(4)的間距為0.5～0.6mm。

5.根據權利要求1所述的一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器，其特征在于，所述鉑絲導線(5)的長度為4～6mm。

6.根據權利要求1所述的一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器，其特征在于，所述鎳鎘加熱線圈(3)的匝數為50～60匝，電阻值為30～40Ω。

7.一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：取納米棒狀ZnO敏感材料(2)與三乙胺、PVP按質量比0.25～0.5：1：0.1均勻混合成漿料，將漿料均勻涂覆在Al₂O₃陶瓷管(1)的表面，使其完全覆蓋金電極(4)和Al₂O₃陶瓷管(1)的表面，并在金電極(4)上引出鉑絲導線(5)；

步驟二：將涂覆好納米棒狀ZnO敏感材料(2)的Al₂O₃陶瓷管(1)，在200～350℃下燒結2～5h，然后將鎳鎘加熱線圈(3)穿過Al₂O₃陶瓷管(1)的內部，通以直流電來提供工作溫度，工作溫度為130～260℃；再將鉑絲導線(5)焊接在通用旁熱式六角管座上得到傳感器；

步驟三：將步驟二得到的傳感器在200～400℃空氣環境中老化5～7天，從而得到ZnO基三乙胺氣體傳感器。

8.根據權利要求7所述的一種基于ZnO納米棒狀敏感材料的三乙胺氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述納米棒狀ZnO敏感材料(2)的制備方法包括以下步驟：

步驟一：取0.02mol的醋酸鋅和0.014mol的檸檬酸，并將它們溶解于80ml的20％乙醇溶液中，接著劇烈攪拌混合溶液，然后滴加10g/mol的NaOH溶液，直至溶液的pH值調節至13；

步驟二：將上述溶液置于聚四氟乙烯內襯高壓釜中在150℃下反應15h，冷卻后，過濾、洗滌所得固體，然后在105℃下干燥，最后，將產物在500℃下老化2h，獲得納米棒狀ZnO敏感材料(2)。