The invention relates to a methane gas sensor loaded with palladium in tin-plating process and a preparation method thereof, belonging to the technical field of semiconductor gas sensors and environmental monitoring. In view of the waste of tin mud produced in tin plating process, the tin mud is modified by washing, pore-forming and sintering, and on this basis, the methane sensitive material is prepared by palladium loading. The gas sensor has high sensitivity and good response to CH4 gas detection. The material preparation and gas sensor preparation process adopted by the invention have the advantages of simple process, low raw material cost and short preparation cycle, and can be used for industrialization and mass production. At the same time, the comprehensive utilization of resources has been achieved in the source of raw materials. Therefore, the sensor has broad application prospects in the detection of methane gas.
【技术实现步骤摘要】
一种镀锡工艺中锡泥负载钯的甲烷气体传感器及制备方法
本专利技术属于半导体氧化物气体传感器与环境监测
,具体涉及一种基于镀锡工艺中的锡泥改性并负载钯的甲烷气体传感器及其制备方法。
技术介绍
甲烷是一种无色无味、易燃易爆气体,其在空气中的爆炸限为5%~15%(体积分数)。甲烷是沼气、天然气以及可燃冰的主要成分,被广泛用于生活和工业中的能源供应。但甲烷也是造成温室效应的主要气体之一,且随着甲烷在人们生活中的普及,因其泄漏造成的安全事故也越来越多。因此对甲烷进行准确、快速的实时监测和预警对减少因其造成的安全事故是至关重要的。目前用于甲烷气体检测的传感器类型主要包括催化型、热导型以及光谱吸收型。其中,催化型传感器因其结构简单、成本低以及良好的甲烷检测特性而成为目前使用最广泛的甲烷气体传感器。催化型甲烷气体传感器所使用的敏感材料中,纳米SnO2因其具有良好的物理化学性能以及气敏性能而被广泛研究。目前,纳米SnO2的制备方法主要包括溶胶凝胶法、水热法以及化学沉淀法。以上方法在生产纳米SnO2材料时都存在生产效率低、不能工业化大批量等问题。同时,虽然纯纳米SnO2敏感材料对甲烷气体有一定的反应特性,但还是存在灵敏度低及稳定性差等问题。对纳米SnO2材料进行贵金属掺杂是提高其气敏性能的最有效的方法。其中,金属Pd因对甲烷氧化具有良好的催化效果,并且掺杂工艺简单、循环性能好而被广泛用于对纳米SnO2的改性研究中。在电镀锡工艺中,主要为二价锡离子参与电镀过程,但是在电镀过程中会有部分二价锡在阳极上被氧化为四价锡,或者在电解液喷溅于空气中时,电解液中的二价锡被氧化而成四价锡 ...
【技术保护点】
1.一种镀锡工艺中锡泥负载钯的甲烷气体传感器,其特征在于,该传感器为平板式结构,以陶瓷基片作为基底,陶瓷基片的正面设置叉指镀金电极,叉指镀金电极上涂敷敏感材料薄膜,敏感材料为镀锡工艺中产生的锡泥经改性并负载金属钯的多孔纳米固体,陶瓷基片的背面设置微型高温加热片。
【技术特征摘要】
1.一种镀锡工艺中锡泥负载钯的甲烷气体传感器,其特征在于,该传感器为平板式结构,以陶瓷基片作为基底,陶瓷基片的正面设置叉指镀金电极,叉指镀金电极上涂敷敏感材料薄膜,敏感材料为镀锡工艺中产生的锡泥经改性并负载金属钯的多孔纳米固体,陶瓷基片的背面设置微型高温加热片。2.根据权利要求1所述的一种镀锡工艺中锡泥负载钯的甲烷气体传感器,其特征在于,所述多孔纳米固体是由粒径约10~20nm的SnO2小颗粒团聚而成的类球状大颗粒。3.根据权利要求1或2所述一种镀锡工艺中锡泥负载钯的甲烷气体传感器,其特征在于,所述敏感材料薄膜的厚度为0.2~0.5mm;所述陶瓷基片的长为3.8~4mm,宽为3~3.2mm,厚为0.6~0.8mm。4.权利要求1-3任一一种镀锡工艺中锡泥负载钯的甲烷气体传感器的制备方法,其特征在于,步骤如下:(1)锡泥改性处理制备多孔纳米固体将锡泥用去离子水和无水乙醇抽滤洗涤并在空气中干燥;取干燥后的锡泥于球磨罐中,并加入聚乙二醇和聚乙烯醇作为造孔剂,机械球磨混合,将得到的混合物装入热压釜中,密封后加热到160~200℃,恒温3~5h后自然冷却至室温;将热压釜处理后的多孔纳米固体取出,在空气中于400~600℃下烧结2~4h后,得到锡泥改性后的多孔纳米固体;所述干燥后的锡泥、聚乙烯醇以及聚乙二醇的质量比为5:1~3:7~9;(2)制备PdCl2负载的多孔纳米固体气敏材料将Pd...
【专利技术属性】
技术研发人员:李建中,徐浩元,付玉,尹远洪,
申请(专利权)人:东北大学,深圳赛飞凌科技有限公司,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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