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原文传递 Co3O4-ZnO纳米材料丙酮厚膜气敏传感器的制备方法

专利名称：	Co3O4-ZnO纳米材料丙酮厚膜气敏传感器的制备方法
摘要：	本发明为一种Co3O4‑ZnO纳米材料丙酮厚膜气敏传感器的制备方法。该方法采用溶胶‑凝胶法，以氯化钴为掺杂原料，通过适宜的的滴速、反应温度、搅拌速度等参数，使所掺杂的Co3O4大部分聚集在氧化锌表面，与之形成p‑n节，另一部分四氧化三钴进入氧化锌的晶格中，克服了原有器件工作温度高等问题，提升了在低温下对丙酮的灵敏度。本发明得到粉体材料具有晶粒分布均匀、比表面积大、活性好、灵敏度较高等优点，制得的传感器对丙酮有很好的选择性，传感特性好，工艺简单并且工作温度低。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	河北工业大学
发明人：	潘国峰;韩楠;何平;崔军蕊;华中
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910284421.4
公开号：	CN110006958A
代理机构：	天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	赵凤英
分类号：	G01N27/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	300130 天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#
主权项：	1.一种Co3O4-ZnO纳米材料丙酮厚膜气敏传感器的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：（1）在40-55℃恒温下，将分析纯的醋酸锌粉末和氯化钴粉末溶解在第一混合溶液中，得到醋酸锌和氯化钴的混合溶液；其中，醋酸锌的浓度为0.7-0.9mol/L；氯化钴的浓度为0.063-0.067mol/L；所述的第一混合溶液由等体积的无水乙醇和去离子水混合而成；（2）搅拌上述混合溶液，并加入CTAB；其中，CTAB和醋酸锌的质量比为1~3：6；（3）将氢氧化钠粉末加入到第二混合溶液中溶解，得到浓度为1.585-1.785mol/L的碱性溶液；所述的第二混合溶液由等体积的无水乙醇和去离子水混合而成；（4）在30-34℃、75-85r/min搅拌条件下，将步骤（3）中的碱性溶液滴加到步骤（2）中的混合溶液中，滴加时间为30-50min，使其pH=6.4-7.6，终止滴加；然后继续反应30-90min，得到灰色溶胶；（5）向步骤（4）的灰色溶胶中加入浓度为9.5~10.5mol/L双氧水，得到黄色溶胶；其中，步骤1中每克氯化钴加入11-13ml的双氧水；（6）在真空条件下，将黄色溶胶在室温下陈化20-30小时，然后干燥，得到凝胶；将凝胶清洗、干燥后，在管式退火炉中通氩气（200-500sccm/min）退火，得到粉体；其中退火温度为500-700℃，退火时间为2-3小时；（7）将上面得到的粉体与第三混合溶液在研钵中混合，研磨5~15分钟后，将浆料均匀地沉积在已涂覆有CTAB的陶瓷管上，干燥后，将其在管式退火炉中以150-200℃的温度通氩气退火1-2h，然后使用于元件加热的Ni-Cr合金加热丝穿入陶瓷管中，并将其焊接在六角管座上，制得旁热式厚膜气体传感器；其中，第三混合溶液由等体积的去离子水和乙醇混合而成；每毫升第三混合溶液加入1g粉体；陶瓷管上CTAB的涂覆厚度为1μm-5μm；浆料的涂覆厚度为15-17μm。 2.如权利要求1所述的Co3O4-ZnO纳米材料丙酮厚膜气敏传感器的制备方法，其特征为所述的醋酸锌、氢氧化钠为分析纯；氯化钴为电子纯。 3.如权利要求1所述的Co3O4-ZnO纳米材料丙酮厚膜气敏传感器的制备方法，其特征为所述的步骤（7）中通入氩气的流速为200-500sccm/min。
所属类别：	发明专利