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原文传递基于氧化锌/钴酸锌复合材料的甲醛传感器及其制备方法

专利名称：	基于氧化锌/钴酸锌复合材料的甲醛传感器及其制备方法
摘要：	一种基于PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的甲醛气体传感器的制备方法，属于气体传感器技术领域。由带有Pd金属插指电极的Al2O3衬底、在Pd金属插指电极和Al2O3衬底上采用涂覆技术制备的PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料敏感层组成。当PdO纳米粒子修饰在ZnO/ZnCo2O4微球材料上时，由于纳米尺寸的PdO纳米粒子具有很强的甲醛催化氧化能力，因此有利于提高气敏材料的气敏响应。本发明所述传感器具有较低的检测下限，同时本发明具有工艺简单、制得的甲醛气体传感器体积小、适于大批量生产的特点，因而具有重要的应用价值。
专利类型：	发明专利
申请人：	吉林大学
发明人：	阮圣平;张楠;刘彩霞;周敬然;李昕;温善鹏
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911402903.1
公开号：	CN110988053A
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：	G01N27/12;G;G01;G01N;G01N27;G01N27/12
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PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的甲醛气体传感器，从下至上依次由带有Pd金属插指电极(3)的Al2O3衬底(1)、在Pd金属插指电极(3)和Al2O3衬底(1)上采用涂覆技术制备的敏感层(2)组成；其特征在于：敏感层的材料为PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料，且该材料由如下步骤制备得到， (1)将0.1～0.3克硝酸锌溶于20～50毫升、0.1M盐酸溶液中形成均一的溶液A；然后，将0.05～0.1克钴氰化钾和0.03～0.5克聚乙烯吡咯烷酮溶于50～100毫升去离子水中形成均一的溶液B；再将溶液A和溶液B混合并持续搅拌60～120分钟，密封后放入油浴锅中在60～100℃下反应20～24小时，得到白色的前驱体沉淀物；用去离子水洗涤，并在60～80℃下干燥12～24小时，从而得到Zn3[Co(CN)6]2微球前驱体粉末； (2)将步骤(1)制备的Zn3[Co(CN)6]2微球前驱体粉末在500～700℃的空气下直接退火2～4小时，得到ZnO/ZnCo2O4复合材料； (3)将步骤(2)制备的10～30毫克ZnO/ZnCo2O4复合材料分散在5～10毫升去离子水中，将PdCl2加入上述悬浊液中，PdCl2与ZnO/ZnCo2O4的质量比为(0.01～0.03)：1，搅拌2～4小时后，反应液离心得到沉淀物，用去离子水洗涤，并在60～80℃下干燥12～15小时，然后在350～500℃空气下直接退火2～4小时，得到PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料。 2.如权利要求1所述的一种基于PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的甲醛气体传感器，其特征在于：Pd金属插指电极的宽度和电极间距均为0.15～0.20mm，厚度为100～150nm，插指电极的对数是5～10对。 3.如权利要求1所述的一种基于PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的甲醛气体传感器，其特征在于：PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的粒径为0.6～0.8μm，敏感层的厚度为2～4μm。 4.权利要求1～3任何一项所述的述的一种基于PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的甲醛气体传感器的制备方法，其步骤如下： (1)Pd金属插指电极的处理首先分别用丙酮、乙醇棉球擦拭带有Pd金属插指电极的Al2O3衬底，再将带有Pd金属插指电极的Al2O3衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中，分别超声清洗5～10分钟，最后在100～120℃下干燥； (2)基于PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的甲醛气体传感器的制备将PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料放入研钵中，研磨5～10分钟，然后将研钵中滴入去离子水，再研磨5～10分钟，得到粘稠状的浆料；用小毛刷沾取少量的浆料，涂覆在带有Pd金属插指电极的Al2O3衬底上，然后将其在室温下烘干；最后在相对湿度为30～56％RH、温度为20～35℃的环境中，在80～100mA的直流电流下老化20～24小时，从而得到基于PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的甲醛传感器。 5.如权利要求4所述的一种基于PdO纳米粒子修饰的ZnO/ZnCo2O4复合材料的甲醛气体传感器的制备方法，其特征在于：是使用丝网印刷技术在Al2O3衬底上制备Pd金属插指电极，具体是将油墨、Pd粉、稀释剂按1：1：2的质量比进行混合，搅拌调制成浆糊；然后将浆糊注入到带有插指电极图案的丝网版上，在30°～45°的倾斜角度和5～10牛顿压力条件下刮动浆糊，在Al2O3衬底上印制电极并烘干，紫外光固化后完成Pd金属插指电极的制备。
所属类别：	发明专利