本发明专利技术提供了一种金属氧化物气敏传感基体材料及其制备方法。由以下步骤制备而成：先将硫酸和过氧化氢混合均匀，超声清洗硅片；将氢氧化钠与去离子水混合溶解，超声清洗硅片；将氢氟酸和去离子水混合，超声清洗硅片，将硅片放入丙酮中超声清洗，再放入无水乙醇中超声清洗，然后将氢氟酸与N,N‑二甲基甲酰胺混合均匀，倒入腐蚀槽中，将硅片插入腐蚀槽中进行腐蚀，最后将铁粉、碲粉、纳米二氧化硅、丁基羟基茴香醚和氧化钙混合分散均匀，平铺于坩埚中，插入两片2mm高陶瓷片，将多孔硅片置于其上，密封坩埚，放入马弗炉中煅烧即得。本发明专利技术的金属氧化物气敏传感基体材料的灵敏度随着气体浓度的增加而增加，灵敏度高且重复利用的稳定性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种金属氧化物气敏传感基体材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济的快速发展，人们的生活水平也得到了很大的提高，与此同时，我们的生活环境也遭到了严重的破坏，尤其是我们的大气环境，有毒有害气体不断地被排放，氮氧化物就是其中较为严重的一种。它能引起人类的呼吸系统疾病，加重哮喘和心脏病等病情，甚至能引起死亡。因此，为了能够有效地检测我们生活的气体环境，需要研究开发一种能够有效及时探测到氮氧化物的气敏传感器。气敏传感器是指能将被测气体浓度以及成分按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。其中，纳米金属氧化物气敏传感器由于具有功耗低和性能高等优点而得到了广泛的关注，但也存在着不同的缺点，如选择性差、工作温度较高、响应恢复速率慢和基线电阻漂移等缺点。因次，通过研究不断改善金属氧化物气敏材料的性能已成为了众多企业和研究者共同研究的目标。
技术实现思路
要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种金属氧化物气敏传感基体材料，孔隙率在40%左右，其灵敏度随着气体浓度的增加而增加，灵敏度高且重复利用的稳定性好。技术方案：一种金属氧化物气敏传感基体材料，由以下成分以重量份制备而成：铁粉5-10份、碲粉5-10份、纳米二氧化硅1-2份、硅片10-20份、N,N-二甲基甲酰胺20-30份、氢氟酸20-30份、丁基羟基茴香醚0.1-0.3份、氧化钙1-2份、氢氧化钠1-2份、无水乙醇20-30份、硫酸15-30份、过氧化氢5-10份、丙酮20-30份、去离子水30-50份。进一步优选的，所述的一种金属氧化物气敏传感基体材料，由以下成分以重量份制备而成：铁粉6-9份、碲粉6-9份、纳米二氧化硅1.2-1.8份、硅片12-18份、N,N-二甲基甲酰胺22-28份、氢氟酸22-28份、丁基羟基茴香醚0.15-0.25份、氧化钙1.3-1.7份、氢氧化钠1.2-1.7份、无水乙醇22-28份、硫酸20-25份、过氧化氢6-9份、丙酮22-27份、去离子水35-45份。上述金属氧化物气敏传感基体材料的制备方法包括以下步骤：步骤1：将硫酸和过氧化氢混合均匀，将硅片放入其中超声清洗30-40分钟；步骤2：将氢氧化钠与20份去离子水混合溶解，将硅片放入其中超声清洗5-10分钟；步骤3：将10-20份氢氟酸和剩余去离子水混合，将硅片放入其中超声清洗30-40分钟；步骤4：将硅片放入丙酮中超声清洗5-10分钟，再放入无水乙醇中超声清洗5-10分钟；步骤5：将剩余的氢氟酸与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，倒入腐蚀槽中，将硅片插入腐蚀槽中进行腐蚀，电流为60-65mA，腐蚀时间为5-10分钟；步骤6：将剩余组分混合分散均匀，平铺于坩埚中，插入两片2mm高陶瓷片，将多孔硅片置于其上，密封坩埚，放入马弗炉中煅烧即得，煅烧温度为380-420℃，煅烧时间为2-3小时。进一步优选的，步骤1中清洗时间为35分钟。进一步优选的，步骤2中清洗时间为6-9分钟。进一步优选的，步骤3中清洗时间为35分钟。进一步优选的，步骤4中丙酮中清洗时间为6-9分钟，乙醇中清洗时间为6-9分钟。进一步优选的，步骤5中电流为61-64mA，腐蚀时间为6-9分钟。进一步优选的，步骤6中煅烧温度为390-410℃，煅烧时间为2.5小时。有益效果：本专利技术的金属氧化物气敏传感基体材料的孔隙率在40%左右，其灵敏度随着气体浓度的增加而增加，当NO2气体浓度在10ppm时，其灵敏度最高可达3.23，同时重复利用的稳定性很好。具体实施方式实施例1一种金属氧化物气敏传感基体材料，由以下成分以重量份制备而成：铁粉5份、碲粉5份、纳米二氧化硅1份、硅片10份、N,N-二甲基甲酰胺20份、氢氟酸20份、丁基羟基茴香醚0.1份、氧化钙1份、氢氧化钠1份、无水乙醇20份、硫酸15份、过氧化氢5份、丙酮20份、去离子水30份。上述金属氧化物气敏传感基体材料的制备方法为：先将硫酸和过氧化氢混合均匀，将硅片放入其中超声清洗30分钟；将氢氧化钠与20份去离子水混合溶解，将硅片放入其中超声清洗5分钟；将10份氢氟酸和剩余去离子水混合，将硅片放入其中超声清洗30分钟，再将硅片放入丙酮中超声清洗5分钟，再放入无水乙醇中超声清洗5分钟，然后将剩余的氢氟酸与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，倒入腐蚀槽中，将硅片插入腐蚀槽中进行腐蚀，电流为60mA，腐蚀时间为5分钟，最后将剩余组分混合分散均匀，平铺于坩埚中，插入两片2mm高陶瓷片，将多孔硅片置于其上，密封坩埚，放入马弗炉中煅烧即得，煅烧温度为380℃，煅烧时间为2小时。实施例2一种金属氧化物气敏传感基体材料，由以下成分以重量份制备而成：铁粉6份、碲粉6份、纳米二氧化硅1.2份、硅片12份、N,N-二甲基甲酰胺22份、氢氟酸22份、丁基羟基茴香醚0.15份、氧化钙1.3份、氢氧化钠1.2份、无水乙醇22份、硫酸20份、过氧化氢6份、丙酮22份、去离子水35份。上述金属氧化物气敏传感基体材料的制备方法为：先将硫酸和过氧化氢混合均匀，将硅片放入其中超声清洗35分钟；将氢氧化钠与20份去离子水混合溶解，将硅片放入其中超声清洗6分钟；将15份氢氟酸和剩余去离子水混合，将硅片放入其中超声清洗35分钟，再将硅片放入丙酮中超声清洗6分钟，再放入无水乙醇中超声清洗6分钟，然后将剩余的氢氟酸与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，倒入腐蚀槽中，将硅片插入腐蚀槽中进行腐蚀，电流为61mA，腐蚀时间为6分钟，最后将剩余组分混合分散均匀，平铺于坩埚中，插入两片2mm高陶瓷片，将多孔硅片置于其上，密封坩埚，放入马弗炉中煅烧即得，煅烧温度为390℃，煅烧时间为2.5小时。实施例3一种金属氧化物气敏传感基体材料，由以下成分以重量份制备而成：铁粉7.5份、碲粉7.5份、纳米二氧化硅1.5份、硅片15份、N,N-二甲基甲酰胺25份、氢氟酸25份、丁基羟基茴香醚0.2份、氧化钙1.5份、氢氧化钠1.5份、无水乙醇25份、硫酸22份、过氧化氢7.5份、丙酮25份、去离子水40份。上述金属氧化物气敏传感基体材料的制备方法为：先将硫酸和过氧化氢混合均匀，将硅片放入其中超声清洗35分钟；将氢氧化钠与20份去离子水混合溶解，将硅片放入其中超声清洗7.5分钟；将15份氢氟酸和剩余去离子水混合，将硅片放入其中超声清洗35分钟，再将硅片放入丙酮中超声清洗7.5分钟，再放入无水乙醇中超声清洗7.5分钟，然后将剩余的氢氟酸与N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，倒入腐蚀槽中，将硅片插入腐蚀槽中进行腐蚀，电流为63mA，腐蚀时间为7.5分钟，最后将剩余组分混合分散均匀，平铺于坩埚中，插入两片2mm高陶瓷片，将多孔硅片置于其上，密封坩埚，放入马弗炉中煅烧即得，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2.5小时。实施例4一种金属氧化物气敏传感基体材料，由以下成分以重量份制备而成：铁粉9份、碲粉9份、纳米二氧化硅1.8份、硅片18份、N,N-二甲基甲酰胺28份、氢氟酸28份、丁基羟基茴香醚0.25份、氧化钙1.7份、氢氧化钠1.7份、无水乙醇28份、硫酸25份、过氧化氢9份、丙酮27份、去离子水45份。上述金属氧化物气敏传感基体材料的制备方法为：先将硫酸和过氧化氢混合均匀，将硅片放入其中超声清洗35分钟；将氢氧化钠与20份去离子水混合溶解，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属氧化物气敏传感基体材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：铁粉5‑10份、碲粉5‑10份、纳米二氧化硅1‑2份、硅片10‑20份、N,N‑二甲基甲酰胺20‑30份、氢氟酸20‑30份、丁基羟基茴香醚0.1‑0.3份、氧化钙1‑2份、氢氧化钠1‑2份、无水乙醇20‑30份、硫酸15‑30份、过氧化氢5‑10份、丙酮20‑30份、去离子水30‑50份。
【技术特征摘要】
1. 一种金属氧化物气敏传感基体材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：铁粉5-10份、碲粉5-10份、纳米二氧化硅1-2份、硅片10-20份、N,N-二甲基甲酰胺20-30份、氢氟酸20-30份、丁基羟基茴香醚0.1-0.3份、氧化钙1-2份、氢氧化钠1-2份、无水乙醇20-30份、硫酸15-30份、过氧化氢5-10份、丙酮20-30份、去离子水30-50份。2. 根据权利要求1所述的一种金属氧化物气敏传感基体材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：铁粉6-9份、碲粉6-9份、纳米二氧化硅1.2-1.8份、硅片12-18份、N,N-二甲基甲酰胺22-28份、氢氟酸22-28份、丁基羟基茴香醚0.15-0.25份、氧化钙1.3-1.7份、氢氧化钠1.2-1.7份、无水乙醇22-28份、硫酸20-25份、过氧化氢6-9份、丙酮22-27份、去离子水35-45份。3. 如权利要求1所述的一种金属氧化物气敏传感基体材料，其特征在于：所述硅片为单面抛光，直径为50mm，厚度为300μm。4. 权利要求1至2任一项所述的一种金属氧化物气敏传感基体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将硫酸和过氧化氢混合均匀，将硅片放入其中超声清洗30-40分钟；步骤2：将氢氧化钠与20份去离子水混合溶解，将硅片放入其中超声清洗5-10分钟；步骤3：将10-20份氢氟酸和剩余去离子水混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚振红，
申请(专利权)人：苏州捷德瑞精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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