专利名称: |
一种稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料、其制备方法及其制备的气敏探测器 |
摘要: |
本发明公开了一种稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料、制备方法及其制备的气敏探测器,属于纳米半导体的制备领域。包括如下步骤:将表面活性剂加入SnCl2·H2O溶液中和无水乙醇的混合液中至充分溶解;然后加入稀土金属硝酸盐,对溶剂进行加热,超声波辅助反应;最后离心收集白色沉淀,经过干燥、退火工艺,得到目标产物。本发明通过采用超声波辅助反应优化工艺,得到了更小尺寸的纳米材料,从而提高了纳米材料的灵敏度、降低纳米材料的最佳工作温度;通过稀土掺杂,对检测气体进行电子催化,降低检测气体吸附氧离子的反应的活化能,进一步降低气敏材料的最佳工作温度;进而减小气敏传感器的能量消耗和磨损,提高气敏材料的使用寿命。 |
专利类型: |
发明专利 |
国家地区组织代码: |
江苏;32 |
申请人: |
南京倍格电子科技有限公司 |
发明人: |
蒋连福;董文英 |
专利状态: |
有效 |
申请日期: |
2019-08-21T00:00:00+0800 |
发布日期: |
2019-11-19T00:00:00+0800 |
申请号: |
CN201910774239.7 |
公开号: |
CN110470701A |
代理机构: |
南京泰普专利代理事务所(普通合伙) |
代理人: |
刘兴华 |
分类号: |
G01N27/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N27 |
申请人地址: |
211100 江苏省南京市江宁区麒麟科技创新园智汇路300号B单元二楼 |
主权项: |
1.一种稀土掺杂氧化锡气敏探测器,其特征在于,包括: 基体,为一个圆筒形的氧化铝陶瓷管; 电极,由铜箔制成的,缠绕在所述基体的两端; 加热丝,由镍铬合金制成呈螺旋分布、并相抵于在所述基体内壁; 半导体体介质,涂覆在所述基体和电极外表面的气敏性半导体材料; 其中,所述半导体材料为稀土掺杂氧化锡纳米半导体,具体为:,x=0.02~0.08。 2.一种稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料的制备方法,其特征在于,包括: S1、配置0.2mol/L的SnCl2·H2O溶液,将摩尔比为1~2%的表面活性剂加入SnCl2·H2O溶液中,最后在加入体积比为25~35%的无水乙醇,然后机械搅拌10~30min至充分溶解; S2、放置于反应釜中,对溶剂进行加热,反应温度为60~85℃,超声波辅助反应2~4h,然后加入稀土金属硝酸盐,升高温度至140~180℃,超声波辅助反应8~12h,获得乳白色半透明粘稠胶体; S3、通过离心收集反应釜底部的白色沉淀,经过多次去离子水和无水乙醇清洗后,将样品置于50℃真空干燥箱中干燥7h, S4、最后在经过退火工艺,得到目标产物。 3.根据权利要求2所述的稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料的制备方法,其特征在于,所述SnCl2·H2O与所述稀土金属硝酸盐的摩尔比为100:(2~8)。 4.根据权利要求2所述的稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料的制备方法,其特征在于,所述超声分辅助的频率为20KHz,功率为200~1200W。 5.根据权利要求2所述的稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料的制备方法,其特征在于,所述稀土金属至少为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕其中一种。 6.根据权利要求2所述的稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料的制备方法,其特征在于,所述退火工艺为:将洗干净后的白色的沉淀放入500~600℃的马弗炉中煅烧2~5h,然后自然冷却即可。 7.根据权利要求2所述的稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂至少为十六烷基三甲基溴化铵、山梨醇酐单油酸酯、聚丙烯酰胺、十六烷基水杨酸铵或水杨酸钠中的一种。 8.根据权利要求2所述的稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料的制备方法,其特征在于,所述反应釜为聚四氟乙烯制成或在其内部涂有聚四氟乙烯涂层。 9.一种稀土掺杂氧化锡纳米气敏材料,其特征在于,基于权利要求1中的纳米级半导体,x=0.02~0.08,采用权利要求2~8中的任一项的制备方法所得到的产物。 |
所属类别: |
发明专利 |