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原文传递基于Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料的甲醛气体传感器及其制备方法

专利名称：	基于Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料的甲醛气体传感器及其制备方法
摘要：	一种基于Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料的甲醛气体传感器及其制备方法，属于气体传感器技术领域。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、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料、穿过Al2O3陶瓷管衬底内部的镍铬合金加热线圈组成。该传感器对100ppm甲醛的灵敏度高达48.8，检测下限可达到0.05ppm，具有良好的选择性和长期稳定性。因此，本发明所述传感器在室内污染物甲醛气体检测领域有广阔的应用前景。
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;王天双;孙鹏;刘方猛;刘凤敏;高原;闫旭;梁喜双
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910166346.1
公开号：	CN109884133A
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Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料的甲醛气体传感器，器件为旁热式结构，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、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的纳米敏感材料和穿过Al2O3陶瓷管衬底内部的镍铬合金加热线圈组成；其特征在于：纳米敏感材料为Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料，且其由如下步骤制备得到， (1)首先将0.15～0.50g的聚苯乙烯磺酸钠、0.05～0.35g的碳酸氢钠、10～50mL的苯乙烯依次加入到150～500mL去离子水中，在氮气氛围下水浴加热并搅拌；搅拌0.5～1.5h后，加入0.05～0.35g的过硫酸钾，继续在氮气氛围下水浴加热并搅拌15～20h； (2)将步骤(1)得到的产物用水和乙醇交替进行离心洗涤，将得到的产物进行干燥，得到聚苯乙烯微球粉末； (3)将5～15g步骤(2)得到的聚苯乙烯微球粉末加入到10～50mL、质量分数95～98％的浓硫酸溶液中，水浴加热搅拌4～6h后，将得到的产物用去离子水和乙醇交替清洗5～7次，然后在70～90℃下烘干，得到磺化聚苯乙烯微球； (4)将步骤(3)得到的0.05～0.18g的磺化聚苯乙烯微球粉末、0.05～0.30g的In(NO3)3·4.5H2O、0.01～0.20g的Ga(NO3)3·9H2O依次加入到8～20mL去离子水中，搅拌40～80min直至其全部溶解； (5)将步骤(4)得到的溶液在500～800℃下超声喷雾热分解2～4h，在超声喷雾热分解反应过程中始终以氮气作为载气，收集粉末产物；将得到的产物用去离子水和乙醇交替清洗5～7次，然后在70～90℃下烘干，再在400～600℃下煅烧2～5h，从而得到Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料。 2.权利要求1所述的一种基于Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料的甲醛气体传感器的制备方法，其步骤如下： (1)取Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料与异丙醇按质量比0.4mg:0.8～2.0mg均匀混合形成浆料；用毛刷蘸取适量浆料涂覆在外表面带有两条平行、环状且彼此分立金电极的Al2O3绝缘陶瓷管衬底外表面，使其完全覆盖陶瓷管外表面和金电极； (2)将涂覆好纳米敏感材料的陶瓷管在220～280℃下烧结2～5h，然后将镍铬合金加热线圈穿过陶瓷管内部，通以直流电来提供传感器的工作温度； (3)通过铂丝导线将陶瓷管及镍铬合金加热线圈焊接在旁热式六角管座上，在180～220℃空气环境中老化5～8天，从而得到基于Ga掺杂三维反蛋白石结构In2O3纳米敏感材料的甲醛气体传感器。
所属类别：	发明专利