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原文传递一种乙酸乙酯气体传感器及其制备方法

专利名称：	一种乙酸乙酯气体传感器及其制备方法
摘要：	一种以PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒为敏感层的乙酸乙酯气体传感器及其制备方法，属于气体传感器技术领域。由带有Pd金属叉指电极的Al2O3衬底、在Pd金属叉指电极和Al2O3衬底上采用涂覆技术制备的PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒敏感层组成；纳米颗粒的粒径为500nm～700nm，大量PrFeO3纳米粒子生长在核壳八面体结构Fe2O3的表面上；该方法简单易行、工序少、成本低廉、对设备要求低，制备的乙酸乙酯气体传感器气敏响应快，适于大批量生产，具有重要的应用价值。
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：	阮圣平;尹延洋;周敬然;温善鹏;刘彩霞;李昕;张楠;韩静
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910191519.5
公开号：	CN109752415A
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：	G01N27/00(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：	1.一种以PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒为敏感层的乙酸乙酯气体传感器，从下至上依次由带有Pd金属叉指电极的Al2O3衬底、在Pd金属叉指电极和Al2O3衬底上采用涂覆技术制备的敏感层组成；其特征在于：以PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒为敏感层，纳米颗粒的粒径为500nm～700nm，大量PrFeO3纳米粒子生长在核壳八面体结构Fe2O3的表面上；且PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒敏感层由如下步骤制备得到， ①八面体结构有机金属骨架纳米材料MIL-53的制备：室温条件下，称取30～50mL二甲基甲酰胺，然后向其中加入0.2～0.4g对苯二甲酸与0.6～0.8g六水合三氯化铁，并搅拌10～30分钟；将得到的混合溶液转移至反应釜中于120℃～150℃条件下反应20～24个小时，得到的产物冷却至室温后将生成物用去离子水离心清洗，在70～80℃条件下干燥20～30小时，制备得到八面体结构有机金属骨架纳米材料MIL-53； ②PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米材料的制备：室温条件下，将步骤①制备的八面体结构有机金属骨架纳米材料MIL-53纳米材料加入到15～25mL无水乙醇中，搅拌1～2小时，使八面体结构有机金属骨架纳米材料MIL-53均匀地分散在溶液当中；之后向上述混合溶液中加入0.04～0.16g六水合硝酸镨与0.5～0.7g柠檬酸钠，并继续搅拌2～3小时使溶液均匀；最后将所得产物用去离子水离心清洗，离心产物室温下干燥，再将所得产物置于高温管式炉中，抽真空，充入混合气体，在350～400℃下煅烧2～3小时，从而得到PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒敏感层材料；混合气体为氮气与氧气的混合，其体积流量比为9：1～1.2。 2.如权利要求1所述的一种以PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒为敏感层的乙酸乙酯气体传感器，其特征在于：Pd金属叉指电极的指宽度和间距均为0.15～0.20mm，厚度为100～150nm；敏感层的厚度为2～4μm。 3.权利要求1所述的一种以PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒为敏感层的乙酸乙酯气体传感器的制备方法，其步骤如下： (1)Pd金属叉指电极的处理首先分别用丙酮、乙醇棉球擦拭带有Pd金属叉指电极的Al2O3衬底至干净，再将带有Pd金属叉指电极的Al2O3衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中，分别超声清洗5～10分钟，最后在100～120℃环境下干燥； (2)以PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒为敏感层的乙酸乙酯气体传感器的制备将制得的PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒放入研钵中，研磨20～30分钟，使得纳米材料粉末分散均匀；然后向研钵中滴入去离子水，再继续研磨5～15分钟，得到黏稠状的浆料；用药匙沾取少量的浆料，涂覆在带有Pd金属叉指电极的Al2O3衬底上，然后将其在60～80℃条件下烘干，得到涂覆厚度为2～4μm的PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒敏感层；最后在相对湿度为35～50％RH、温度为20～35℃的环境中，在80～100mA直流电下老化48～72小时，从而得到以PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒为敏感层的乙酸乙酯气体传感器。 4.如权利要求3所述的一种以PrFeO3修饰的核壳八面体结构Fe2O3纳米颗粒为敏感层的乙酸乙酯气体传感器的制备方法，其特征在于：步骤(2)中纳米颗粒与去离子水的质量比为5：1～3。
所属类别：	发明专利