基于三维蛋白石结构SnO2-ZnO复合物纳米敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法技术

一种基于三维蛋白石结构SnO2‑ZnO多孔空心微球复合物纳米敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法，属于气体传感器技术领域。开发的传感器为旁热式结构，主要组成部分为镍铬合金加热丝、氧化铝陶(Al2O3)瓷管、铂线、金电极和三维蛋白石结构SnO2‑ZnO多孔空心微球复合物纳米敏感材料。本发明专利技术开发了一种对丙酮具有快速响应的高性能的气体传感器，测试结果表明，该传感器对100ppm丙酮的灵敏度高达45.8，检测下限可达到0.25ppm，且对相对湿度为98％的1.8ppm丙酮依然具有较高的灵敏度，具有良好的选择性和可重复性。因此可以得知，本发明专利技术所述传感器在丙酮呼气检测电子器件领域有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于三维蛋白石结构SnO2-ZnO复合物纳米敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法
本专利技术属于半导体氧化物气体传感器
，具体涉及一种基于三维蛋白石结构SnO2-ZnO多孔空心微球复合物纳米敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着生活水平的提高以及医疗技术的发展，人们对于早期疾病诊断越来越重视。其中，以气体传感器作为检测单元的呼气分析作为一种疾病早期诊断手段，由于其具有非侵入性、实惠、快速和简便等优点，在个人医疗保健监测领域占有主要地位。据报道，人体呼出气体中含有的挥发性有机化合物(VOCs)，如丙酮(CH3COCH3)可作为生物标志物用于糖尿病的诊断。例如，在糖尿病患者的呼出气中观察到高丙酮浓度超过百万分之1.8(ppm)，而健康人为0.3-0.9ppm。作为气体传感器一个重要分支的半导体式气体传感器，由于其具有价格低、全固态、体积小、可集成化等优点而逐渐进入了人们的视野中。为了通过呼吸分析准确诊断特定疾病，呼吸分析仪必须对目标呼吸生物标志物的痕量浓度敏感。低于ppm或甚至低于十亿分之一(ppb)，并且在非常潮湿(通常为98％相对湿度，RH％)的呼出气中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维蛋白石结构SnO2‑ZnO多孔空心微球复合物纳米敏感材料的丙酮气体传感器，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绝缘陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的纳米敏感材料、置于陶瓷管内的镍铬合金加热线圈组成；其特征在于：纳米敏感材料为三维蛋白石结构SnO2‑ZnO多孔空心微球复合物纳米材料，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...

【技术特征摘要】
1.一种基于三维蛋白石结构SnO2-ZnO多孔空心微球复合物纳米敏感材料的丙酮气体传感器，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绝缘陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的纳米敏感材料、置于陶瓷管内的镍铬合金加热线圈组成；其特征在于：纳米敏感材料为三维蛋白石结构SnO2-ZnO多孔空心微球复合物纳米材料，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)反应结束后，将得到的产物用水和乙醇交替的进行离心洗涤，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，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粉末；(4)再将步骤(3)得到的0.05～0.18g的磺化聚苯乙烯微球粉末、0.05～0.25g的SnCl2·5H2O和0.05～0.25g的ZnCl2加入到含有0.10～0.20mL、0.1～0.2M稀盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢革宇，王天双，孙鹏，刘方猛，刘凤敏，高原，闫旭，梁喜双，王晨光，周鑫，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22