详情

原文传递一种基于Au掺杂In2O3纳米球的黄药气体气敏元件及其制备方法

专利名称：	一种基于Au掺杂In2O3纳米球的黄药气体气敏元件及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种基于Au掺杂In2O3纳米球的黄药气体气敏元件及其制备方法，属于金属氧化物半导体材料的气体传感器领域。本发明以硝酸铟为铟源，氯金酸为金源，采用水热法制备具有六方相晶体结构、直径为75～125nm的Au掺杂In2O3纳米球。将制备的Au掺杂In2O3纳米球分散在乙醇溶液中，制备成气敏料浆，然后将其均匀地涂覆在电极元件表面，制备成气敏元件。本发明所述的Au掺杂In2O3纳米球合成方法简单、成本低、无污染、结构稳定。本发明所述的气敏元件灵敏度高、具有良好的响应和恢复特性，并且具有良好的响应可逆性，重复性和稳定性，能够填补目前市场上该类气体定量检测的空白，对于保障选矿厂浮选车间工作人员的生命健康安全具有重要意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	东北大学
发明人：	沈岩柏;赵思凯;钟祥熙;翁绍涵;韩聪;方萍;魏德洲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910728452.4
公开号：	CN110412088A
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	周媛媛;李馨
分类号：	G01N27/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	110819 辽宁省沈阳市和平区文化路三巷11号
主权项：	1.一种基于Au掺杂In2O3纳米球的黄药气体气敏元件，其特征在于，所述气敏元件主要由电极元件和均匀涂覆在电极元件上的Au掺杂In2O3纳米球组成，所述Au掺杂In2O3纳米球为六方相晶体结构，直径为75～125nm，表面粗糙多孔，形貌均一且分散性好。 2.根据权利要求1所述的气敏元件，其特征在于，所述电极元件为陶瓷电极。 3.根据权利要求1所述的气敏元件，其特征在于，所述电极元件的形状为管状电极或平面电极。 4.根据权利要求1所述的气敏元件，其特征在于，所述Au掺杂In2O3纳米球按照如下方法制备： ①将硝酸铟、一水合柠檬酸、尿素按照摩尔比为1:2:1.5的比例依次加入到去离子水与乙二醇的混合溶液中，所述去离子水与乙二醇的体积比为1:1，在室温下搅拌至完全溶解； ②在搅拌过程中，将一定量的氯金酸溶液缓慢加入到步骤①所得溶液中，其中，氯金酸与硝酸铟的摩尔比为1:100～5:100； ③将步骤②得到的溶液转移至水热反应釜，随后将其置于烘箱在120～180℃条件下反应6～24h； ④反应结束后，待水热反应釜冷却至室温后，将反应得到的产物洗涤、干燥后，于管式炉中在200～400℃条件下热处理2～5h，即可获得Au掺杂In2O3纳米球。 5.根据权利要求4所述的气敏元件，其特征在于，所述步骤④中的洗涤、干燥过程为分别用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀产物至少2次后置于干燥箱中在30～80℃干燥12～48h。 6.根据权利要求1所述的气敏元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： ①将硝酸铟、一水合柠檬酸、尿素按照摩尔比为1:2:1.5的比例依次加入到去离子水与乙二醇的混合溶液中，所述去离子水与乙二醇的体积比为1:1，,在室温下搅拌至完全溶解；在搅拌过程中，将与硝酸铟摩尔比为1:100～5:100的氯金酸溶液缓慢加入到上述溶液中；将上述得到的溶液转移至水热反应釜，随后将其置于烘箱在120～180℃条件下反应6～24h；反应结束后，待水热反应釜冷却至室温后，将反应得到的产物洗涤、干燥后，于管式炉中在200～400℃条件下热处理2～5h，即可获得Au掺杂In2O3纳米球； ②将步骤①得到的Au掺杂In2O3纳米球分散到无水乙醇中，经湿法研磨10min后调成糊状料浆，获得气敏料浆； ③将步骤②得到的气敏料浆均匀地涂覆于电极元件表面； ④将步骤③中涂覆Au掺杂In2O3纳米球的电极元件连接在六角基座上，然后安装在气敏元件老化台上，于300℃条件下老化12～24h，即得基于Au掺杂In2O3纳米球的黄药气体气敏元件。 7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤①中的洗涤、干燥过程为分别用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀产物至少2次后置于干燥箱中在30～80℃干燥12～48h。 8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤②中湿法研磨的具体操作为:将分散于乙醇中的Au掺杂In2O3纳米球置于玛瑙研钵中，在有乙醇的流体环境下，进行研磨成糊状料浆。 9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤③中料浆涂覆方法为用勾线笔沾取Au掺杂In2O3纳米球料浆，然后均匀地涂覆在电极元件上，使电极元件表面完全被覆盖且厚度均匀。
所属类别：	发明专利