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原文传递一种基于闪锌矿制备ZnS-ZnO异质结纳米颗粒的NO2气敏元件

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