三维结构纳米氧化铟气敏传感器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107024518A(43)申请公布日2017.08.08(21)申请号201710253687.3(22)申请日2017.04.18(71)申请人中国工程物理研究院化工材料研究所地址621000四川省绵阳市绵山路64号(72)发明人齐天骄杨希杨芳田昕左继(74)专利代理机构四川省成都市天策商标专利事务所51213代理人刘兴亮李洁(51)Int.Cl.G01N27/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称三维结构纳米氧化铟气敏传感器及其制备方法(57)摘要本发明公开了三维结构纳米氧化铟气敏传感器的制备方法，将氧化铟纳米粉体与松油醇混合，在研钵中研磨均匀，采用旋涂法将氧化铟浆料涂抹于陶瓷平面电极上制成气敏元件，将所述气敏元件置于烘箱中烘干；然后将所述烘干后的气敏元件置于马弗炉，进行煅烧，制备成具有三维结构的纳米氧化铟气敏元件；将所述的气敏元件的铂导电丝焊接在气敏器件的基座上并加盖管帽，经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米气敏传感器。本发明还提供一种三维结构纳米氧化铟气敏传感器。本发明不使用和产生有毒有害物质，有利于环境保护；制得的气敏传感器对NO2表现出较高的灵敏度和快速响应、恢复，检测限低，选择性高；本发明制得的气敏传感器结构及制备工艺简单，便于批量生产。CN107024518ACN107024518A权利要求书1/1页1.三维结构纳米氧化铟气敏传感器的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将附有金电极和铂导电丝的陶瓷平面电极依次在丙酮，乙醇和去离子水中超声清洗5min，烘干备用；(2)称取一定量的氧化铟纳米粉体，与松油醇混合，在研钵中研磨30min，使其成为分散均匀的浆料；(3)采用旋涂法将氧化铟浆料涂抹于陶瓷平面电极上制成气敏元件，将所述气敏元件置于烘箱中烘干；(4)然后将步骤(3)所得气敏元件置于马弗炉，在500-800℃下煅烧2h，制备成具有三维结构的纳米氧化铟气敏元件；(5)将所述的气敏元件的铂导电丝焊接在气敏器件的基座上部的四根引线柱上并加盖管帽；(6)将步骤(5)所得的气敏器件老化处理3-10天后得到旁热式氧化铟纳米气敏传感器。2.根据权利要求1所述三维结构纳米氧化铟气敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的氧化铟粉体为三维结构，直径为100-200nm。3.根据权利要求1所述三维结构纳米氧化铟气敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的旋涂法转速为5000-8000r/min。4.根据权利要求1所述三维结构纳米氧化铟气敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤(4)中的控制煅烧升温速率为5-10℃/min。5.根据权利要求1所述三维结构纳米氧化铟气敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤(6)中所述老化为电老化，两端所加电压为5V。6.根据权利要求1所述三维结构纳米氧化铟气敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(3)所述的烘干是指在温度为80-100℃的烘箱中烘干。7.一种三维结构纳米氧化铟气敏传感器，其特征在于所述三维结构纳米氧化铟气敏传感器是通过权利要求1至6任一权利要求所述制备方法制备得到的。8.根据权利要求7所述三维结构纳米氧化铟气敏传感器，其特征在于：所述三维结构纳米氧化铟气敏传感器包括陶瓷平面电极、气敏材料、基座及管帽，所述的陶瓷平面电极正面为金电极，有四条引线，背面为电阻加热层，用于气敏元件的加热处理，所述的气敏材料为三维结构的氧化铟材料，涂覆在陶瓷平面电极上，所述的陶瓷平面电极焊接于基座上，所述的管帽为管状不锈钢材料，可卡套在基座上，高度略高于焊接后的陶瓷平面电极，顶端为不锈钢网。2CN107024518A说明书1/5页三维结构纳米氧化铟气敏传感器及其制备方法技术领域[0001]本发明属于气敏材料技术领域，具体涉及一种三维结构纳米氧化铟低浓度二氧化氮气敏传感器及其制备方法。背景技术[0002]现代工业的发展一方面为人类创造出巨大的财富，另一方面却给生态环境带来严重的污染。工业生产中气体原料和废气的种类和数量随着工业的发展而越来越多。这些气体中，NO2是一种强毒性气体，主要来自汽车和炼油厂燃烧产生的废气，是引起酸雨、光化学烟雾以及腐蚀等环境问题的工业污染物之一；另外，NO2气体对呼吸道有强烈的刺激作用，严重时造成肺损害甚至肺水肿，所以快速准确地对NO2监测越来越受到关注。[0003]用于NO2环境监测的标准方法(GB/T-15435-1995、HJ-479-2009)主要是基于传统的盐酸萘乙二胺分光光度法，但该方法操作繁琐，耗时长，容易造成二次污染，而且运行成本高并需要日常维护，给户外实时检测带来了不便。研究体积小、成本低、能够准确、快捷地监测大气中NO2的气体传感器具有重要的