专利名称: |
一种基于闪锌矿制备ZnS-ZnO异质结纳米颗粒的NO2气敏元件 |
摘要: |
一种基于闪锌矿制备ZnS‑ZnO异质结纳米颗粒的NO2气敏元件属于半导体金属氧化物气敏元件技术领域。一种ZnS‑ZnO异质结纳米颗粒的制备方法,将粒度为1~2μm的闪锌矿500~800℃焙烧2~8h得固体粉末;将固体粉末与Na2S·9H2O和NaOH按质量比2:3~12:1混合成悬浊液,NaOH的浓度为0.1~0.2mol/L,30~70℃搅拌10min后静置2~10h得沉淀产物,洗涤、干燥、300~500℃热处理4h。本发明成本低、流程简单、反应易于控制、可批量生产。通过该方法制备的气敏元件在工作温度250℃时对NO2气体灵敏度最大,响应和恢复时间短,可逆性好,具有良好发展前景。 |
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;殷尧禹;李停停;卢瑞;李昂;崔宝玉;魏德洲;张云海;魏可峰 |
专利状态: |
有效 |
申请日期: |
2019-03-06T00:00:00+0800 |
发布日期: |
2019-05-21T00:00:00+0800 |
申请号: |
CN201910169014.9 |
公开号: |
CN109781796A |
代理机构: |
大连东方专利代理有限责任公司 |
代理人: |
赵淑梅;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ZnS-ZnO异质结纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述方法如下: ①将粒度为1~2μm的闪锌矿500~800℃进行焙烧,焙烧时间为2~8h,得固体粉末; ②将固体粉末、Na2S·9H2O和NaOH按质量比2:3~12:1加入去离子水中混合成悬浊液,所述悬浊液中NaOH的摩尔浓度为0.1~0.2mol/L;将悬浊液在30~70℃恒温条件下搅拌10min后,静置2~10h得沉淀产物; ③将步骤②所得沉淀产物洗涤、干燥、在300~500℃条件下热处理4h,得ZnS-ZnO异质结纳米颗粒。 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述闪锌矿的纯度为90%~97.5%。 3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述闪锌矿的纯度为94.6%。 4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤③中的洗涤、干燥过程为分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次后置于干燥箱中60~80℃干燥6~24h。 5.权利要求1所述方法制备的ZnS-ZnO异质结纳米颗粒。 6.根据权利要求5所述的颗粒,其特征在于,所述ZnS-ZnO异质结纳米颗粒直径为80nm±5nm。 7.一种气敏涂层为ZnS-ZnO异质结纳米颗粒的NO2气敏元件,其特征在于,所述气敏元件包括气敏涂层、铂金导线、加热丝、金电极和陶瓷管;加热丝穿过陶瓷管焊接在基座的加热电极上;铂金导线和金电极相连并焊接在基座的四个测量电极上;气敏涂层涂于陶瓷管上并将金电极完全覆盖,所述的气敏涂层为权利要求5所述的ZnS-ZnO异质结纳米颗粒。 8.根据权利要求7所述的气敏元件,其特征在于,所述气敏元件的NO2浓度检测范围为1ppm~20ppm。 9.权利要求7所述的气敏元件的制备方法,其特征在于,所述方法如下: ①将粒度为1~2μm的闪锌矿500~800℃进行焙烧,焙烧时间为2~8h,得固体粉末;将固体粉末、Na2S·9H2O和NaOH按质量比2:3~12:1加入去离子水中混合成悬浊液,所述悬浊液中NaOH的摩尔浓度为0.1~0.2mol/L;将悬浊液在30~70℃恒温条件下搅拌10min后,静置2~10h得沉淀产物;将所得沉淀产物洗涤、干燥、在300~500℃条件下热处理4h,得ZnS-ZnO异质结纳米颗粒; ②将制得的ZnS-ZnO异质结纳米颗粒湿法研磨10min调成糊状料浆; ③将加热丝穿过陶瓷管并将其两端焊接在基座的加热电极上,将铂金导线和金电极相连并焊接在基座的四个测量电极上;将步骤②所得糊状料浆均匀涂置于陶瓷管和金电极表面并使其完全覆盖;将气敏元件置于老化台上300~400℃老化24~72h,得到气敏涂层为ZnS-ZnO异质结纳米颗粒的NO2气敏元件。 |
所属类别: |
发明专利 |