基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器及其制备方法，传感器设置为旁热式结构，包括Al2O3陶瓷管、花球状Ag/Bi2WO6敏感材料和镍镉加热线圈，Al2O3陶瓷管的表面设置两条平行、环状且彼此分立的金电极，花球状Ag/Bi2WO6敏感材料涂覆在Al2O3陶瓷管的表面和金电极上，镍镉加热线圈设置在Al2O3陶瓷管的内部，制备方法包括传感器的制备和花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的制备，本发明专利技术公开的传感器具有结构简单、价格低廉、体积较小和易于集成的优点，在乙醇气体检测方面具有良好的应用前景。用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于气体传感器
，具体涉及到一种基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为一种重要的有机化合物，乙醇在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产和日常生活中得到极为广泛的应用。虽然乙醇的用途广泛，但因其易燃，蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，对工业生产安全带来极大威胁。另外，在日常生活中，饮酒驾车也会严重影响驾驶人的意识，危害自身和他人的安全，并且由于家用乙醇保存不当，使用方法不规范的问题也存在着一定的风险。由此可见，开发价格低廉、实用性强并具有高灵敏度的乙醇气体传感器十分必要，基于这种需求，各国学者都在致力于开发具有高灵敏度的乙醇气体传感器并运用于饮酒驾车检查和工业生产安全等方面，本专利技术提出一种基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器及其制备方法。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术的主要目的在于设计一种基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器及其制备方法,采用花球状Ag/Bi2WO6敏感材料，在与乙醇气体接触后，电阻上升，即把气体环境的变化转化成了可检测的电信号，具有高性能的乙醇气体传感器，在环境监测等各个领域具有十分重要的意义。
[0004]为了实现上述目的本专利技术采用如下技术方案：基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器，设置为旁热式结构，包括Al2O3陶瓷管、花球状Ag/Bi2WO6敏感材料和镍镉加热线圈；所述的Al2O3陶瓷管的表面设置两条平行、环状且彼此分立的金电极，所述的花球状Ag/Bi2WO6敏感材料涂覆在Al2O3陶瓷管的表面和金电极上，所述的镍镉加热线圈设置在Al2O3陶瓷管的内部。
[0005]作为本专利技术进一步的描述，所述的花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的厚度设置为15
‑
30μm。
[0006]作为本专利技术进一步的描述，所述的Al2O3陶瓷管的内径设置为0.6
‑
0.8mm，外径设置为1.0
‑
1.5mm，长度设置为4
‑
5mm；所述的金电极单个的宽度设置为0.4
‑
0.5mm，两条金电极的间距设置为0.5
‑
0.6mm，所述的金电极上引出铂丝导线，铂丝导线的长度设置为4
‑
6mm。
[0007]作为本专利技术进一步的描述，所述的镍镉加热线圈设置为50
‑
60匝，电阻值为30
‑
40Ω。
[0008]作为本专利技术进一步的描述，基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，包括如下步骤：步骤一：取花球状Ag/Bi2WO6敏感材料与乙醇、PVP按质量比0.25
‑
0.5：1：0.1均匀混
合成浆料，将浆料均匀涂覆在Al2O3陶瓷管的表面，使其完全覆盖金电极和Al2O3陶瓷管的表面，并在金电极上引出铂丝导线；步骤二：将涂覆好花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的Al2O3陶瓷管，在200～350℃下烧结2～5h，然后将镍镉加热线圈穿过Al2O3陶瓷管的内部，通以直流电来提供工作温度，工作温度为190
‑
300℃；再将铂丝导线焊接在通用旁热式六角管座上得到传感器；步骤三：将步骤二得到的传感器在200～400℃空气环境中老化5～7天，从而得到Ag/Bi2WO6基乙醇气体传感器。
[0009]作为本专利技术进一步的描述，所述的花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的制备步骤如下：步骤一：将0.005 mol Bi(NO3)3·
5H2O 和0.1mmol AgNO3加入15 mL0.8 mol
·
L
‑1的HNO3溶液并搅拌制得悬浊液a,再将0.0025molNa2WO4·
2H2O溶于15 mL蒸馏水制得溶液b；步骤二：在保持30℃恒温条件下，将a、b两种溶液混合搅拌30min后得悬浊液；步骤三：将悬浊液倒入聚四氟乙烯反应釜内于180℃恒温反应7h,自然冷却至室温,过滤、洗涤,在60℃恒温干燥箱中干燥2h,得到Ag掺杂量为2％(n/n)的Ag/Bi2WO6敏感材料。
[0010]相对于现有技术，本专利技术的技术效果为：本专利技术提供了一种基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器及其制备方法，制作花球状Ag/Bi2WO6敏感材料方法简单，仪器设备要求低，成本低，易于工业化批量生产，本专利技术使用尺寸均一的敏感材料对乙醇气体快的吸附与脱附，高的灵敏度，有利于气体扩散，能够实现快速吸附与脱附，本专利技术的传感器稳定性好，可靠性强，并且表达出了良好的长期稳定性，在各种环境下检测乙醇气体方面有广阔的运用前景。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的Ag/Bi2WO6基乙醇气体传感器的结构示意图；图2为本专利技术的Ag/Bi2WO6敏感材料花球状的SEM（扫描电子显微镜）图(a)、(b)和(c)；图3为240℃的工作温度下，本专利技术的Ag/Bi2WO6基乙醇气体传感器在0
‑
700s中电阻的实时变化曲线；图4为240℃的工作温度下，本专利技术的Ag/Bi2WO6基乙醇气体传感器在50
‑
500ppm乙醇气体气氛中灵敏度的实时变化曲线；图5为240℃的工作温度下，本专利技术的Ag/Bi2WO6基乙醇气体传感器在50
‑
500ppm乙醇气体气氛中电阻的实时变化曲线；图6为Ag/Bi2WO6样品的XRD图；图7为专利技术的Ag/Bi2WO6基乙醇气体传感器在100ppm乙醇气氛中，灵敏度与工作温度的关系。
[0012]图中，1.Al2O3陶瓷管，2.花球状Ag/Bi2WO6敏感材料，3.镍镉加热线圈,4.金电极，5.铂丝导线。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本专利技术进行详细描述：
基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器，设置为旁热式结构，如图1所示，包括Al2O3陶瓷管1、花球状Ag/Bi2WO6敏感材料2和镍镉加热线圈3；所述的Al2O3陶瓷管1的表面设置两条平行、环状且彼此分立的金电极4，所述的花球状Ag/Bi2WO6敏感材料2涂覆在Al2O3陶瓷管1的表面和金电极4上，所述的镍镉加热线圈3设置在Al2O3陶瓷管1的内部。
[0014]所述的花球状Ag/Bi2WO6敏感材料2的厚度设置为15
‑
30μm。
[0015]所述的Al2O3陶瓷管1的内径设置为0.6
‑
0.8mm，外径设置为1.0
‑
1.5mm，长度设置为4
‑
5mm；所述的金电极4单个的宽度设置为0.4
‑
0.5mm，两条金电极4的间距设置为0.5
‑
0.6mm，所述的金电极4上引出铂丝导线5，铂丝导线5的长度设置为4
‑
6mm。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器，其特征在于：设置为旁热式结构，包括Al2O3陶瓷管、花球状Ag/Bi2WO6敏感材料和镍镉加热线圈；所述的Al2O3陶瓷管的表面设置两条平行、环状且彼此分立的金电极，所述的花球状Ag/Bi2WO6敏感材料涂覆在Al2O3陶瓷管的表面和金电极上，所述的镍镉加热线圈设置在Al2O3陶瓷管的内部。2.基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器，其特征在于：所述的花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的厚度设置为15
‑
30μm。3.基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器，其特征在于：所述的Al2O3陶瓷管的内径设置为0.6
‑
0.8mm，外径设置为1.0
‑
1.5mm，长度设置为4
‑
5mm；所述的金电极单个的宽度设置为0.4
‑
0.5mm，两条金电极的间距设置为0.5
‑
0.6mm，所述的金电极上引出铂丝导线，铂丝导线的长度设置为4
‑
6mm。4.基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器，其特征在于：所述的镍镉加热线圈设置为50
‑
60匝，电阻值为30
‑
40Ω。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的基于花球状Ag/Bi2WO6敏感材料的乙醇气体传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：取...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧宇，石宇，葛杨龙，王泽宇，胡玮玥，李雪，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：