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原文传递基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器、制备方法及其应用

专利名称：	基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器、制备方法及其应用
摘要：	一种基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器，为旁热式结构，属于半导体氧化物气体传感器技术领域。由外表面的两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al2O3陶瓷管衬底、涂覆在Al2O3陶瓷管外表面和金电极上的绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料和置于Al2O3陶瓷管内的镍铬合金加热线圈组成。传感器处于工作状态时，给镍铬合金加热线圈通以直流电来提供传感器的工作温度，通过测量不同气氛中时两条金电极间的直流电阻阻值实现测量二甲苯浓度的功能。在MoO3纳米球的基础上掺杂Ni离子，实现了绒球状的形貌，提高了对二甲苯的灵敏度，改善了选择性和稳定性，并且具有快速的响应恢复速度和良好的重复性。
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：	卢革宇;姜文豪;揣晓红;孙鹏;刘方猛;闫旭;刘凤敏;梁喜双;高原
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910153646.6
公开号：	CN109884132A
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：	G01N27/04(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：	1.一种基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器，由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al2O3陶瓷管衬底、涂覆在Al2O3陶瓷管外表面和金电极上的纳米敏感材料、置于Al2O3陶瓷管内的镍铬合金加热线圈组成，在金电极上引出铂丝导线；其特征在于：纳米敏感材料为绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料，且该敏感材料由如下步骤制备得到， (1)将0.48～0.5g钼酸钠二水合物，0.02～0.06g硝酸镍六水化合物，0.6～0.7g硫脲和0.45～0.5g柠檬酸溶解在含有50mL去离子水和20mL无水乙醇的70mL混合溶液中，剧烈搅拌30～60min形成均匀溶液； (2)然后将步骤(1)所得溶液转移到高压水热釜中，在180～200℃条件下水热反应20～30h； (3)等步骤(2)反应结束后，将高压水热釜自然冷却至室温，收集反应产物并用水冲洗，用去离子水和乙醇离心洗涤以除去杂质离子，然后在空气中、70～90℃下干燥10～20h，最后在450～500℃下煅烧2～5h，从而得到绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料。 2.如权利要求1所述的一种基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器，其特征在于：纳米敏感材料的厚度为15～30μm。 3.如权利要求1所述的一种基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器，其特征在于：Al2O3陶瓷管的内径为0.6～0.8mm，外径为1.0～1.5mm，长度为4～5mm；单个金电极的宽度为0.4～0.5mm，两条金电极的间距为0.5～0.6mm；金电极上引出铂丝导线，其长度为4～6mm。 4.权利要求1～3任何一项所述的基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器的制备方法，其步骤如下： (1)取绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料，与乙醇按质量比0.25～0.5mg：1mg均匀混合形成浆料，用细毛刷蘸取浆料涂覆在表面上带有两条平行、环状且彼此分立金电极的Al2O3陶瓷管外表面，使其完全覆盖金电极； (2)将涂覆好纳米敏感材料的Al2O3陶瓷管在350～450℃下烧结3～5h，然后将电阻值为30～40Ω的镍铬合金加热线圈穿过Al2O3陶瓷管内部，通以直流电来为传感器提供合适的工作温度；最后通过铂丝导线将Al2O3陶瓷管焊接在旁热式六角管座上； (3)将步骤(2)得到的传感器在200～400℃空气环境中老化5～7天，从而得到基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器。 5.权利要求1～3任何一项所述的基于绒球状Ni掺杂MoO3纳米敏感材料的二甲苯传感器在大气环境中检测二甲苯气体方面的应用。
所属类别：	发明专利