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原文传递基于CoWO4-Co3O4异质结纳米结构敏感材料的二甲苯气体传感器及其制备方法

专利名称：	基于CoWO4-Co3O4异质结纳米结构敏感材料的二甲苯气体传感器及其制备方法
摘要：	一种基于CoWO4‑Co3O4异质结纳米结构敏感材料的二甲苯气体传感器及其制备方法，属于半导体氧化物气体传感器技术领域。由带有2个环形金电极的Al2O3绝缘陶瓷管、涂敷在环形金电极和陶瓷管上的半导体敏感材料、以及穿过陶瓷管的镍铬合金加热线圈组成。本发明所使用的是由简单水热法制得的CoWO4‑Co3O4异质结纳米结构敏感材料，利用异质结的形成对P型Co3O4半导体敏感材料进行改性，实现了气敏特性的较大飞跃。传感器对二甲苯表现出优异的灵敏度(51.6‑100ppm)以及较低的检测下限(0.3ppm)。器件工艺简单，体积小，适于大批量生产，在检测微环境中二甲苯污染物方面有广阔的应用前景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	孙鹏;郭杰;卢革宇;刘方猛;闫旭;刘凤敏;粱喜双;高原
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910766395.9
公开号：	CN110455891A
代理机构：	长春吉大专利代理有限责任公司
代理人：	刘世纯;王恩远
分类号：	G01N27/30(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	130012吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种基于CoWO4-Co3O4异质结纳米结构敏感材料的二甲苯气体传感器，由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的敏感材料、置于陶瓷管内的镍铬加热线圈组成；其特征在于：敏感材料为CoWO4-Co3O4异质结纳米结构粉末，且由如下步骤制备得到， (1)量取15～30mL去离子水与15～30mL乙二醇，混合后不断搅拌； (2)将0.4～0.5g四水合醋酸钴、0.2～0.3g尿素加入到步骤(1)的混合溶液中，搅拌10～20分钟后加入0.05g～0.15g十六烷基三甲基溴化铵，最后加入0.2～0.3g氯化钨，不断搅拌直至全部溶解； (3)把步骤(2)得到的溶液转移到水热釜中，在150～190℃下保持12～14小时后取出，自然冷却至室温后将生成的沉淀用去离子水和乙醇多次离心清洗，在室温下干燥后再在400～500℃下煅烧1～2小时，从而得到了CoWO4-Co3O4异质结纳米结构粉末。 2.权利要求1所述的一种基于CoWO4-Co3O4异质结纳米结构敏感材料的二甲苯气体传感器的制备方法，其步骤如下： ①取去离子水与CoWO4-Co3O4异质结纳米结构粉末均匀混合，研磨成糊状浆料，然后蘸取少量浆料均匀地涂覆在外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的陶瓷管外表面，形成10～30μm厚的敏感材料薄膜，并使敏感材料完全覆盖环形金电极； ②在红外灯下烘烤30～45分钟，待敏感材料干燥后，把陶瓷管在400～500℃下煅烧2～3小时；然后将电阻值为30～40Ω的镍铬加热线圈穿过陶瓷管内部作为加热丝，最后将上述器件按照通用旁热式气敏元件进行焊接和封装，从而得到基于CoWO4-Co3O4异质结纳米结构敏感材料的二甲苯气体传感器。 3.如权利要求2所述的一种基于CoWO4-Co3O4异质结纳米结构敏感材料的二甲苯气体传感器的制备方法，其特征在于：陶瓷管长为4～4.5mm，外径为1.2～1.5mm，内径为0.8～1.0mm。
所属类别：	发明专利