一种可用于诊断哮喘病的高灵敏度H2S气体传感器制造技术

本发明专利技术属于气体传感器相关技术领域，并公开了一种制备CuO修饰的γ

【技术实现步骤摘要】
一种可用于诊断哮喘病的高灵敏度H2S气体传感器


[0001]本专利技术属于气体传感器
，涉及一种低探测下限和较好选择性的气体传感器元件及其制备方法，特别是一种基于CuO修饰的γ
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Bi2MoO6复合材料气体传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]哮喘是常见的气道慢性炎症疾病，主要特征是多变和复发的症状、可逆性气流阻塞和支气管痉挛。常见症状表现为喘息、咳嗽、胸腔紧迫、胸闷和呼吸困难等，强度随时间变化，多在夜间和（或）清晨发作、加剧。支气管哮喘如诊治不及时，随病程的延长可产生气道不可逆性缩窄和气道重塑。普遍认为哮喘是因为基因和环境因素共同导致的。哮喘与多基因遗传有关，哮喘患者亲属患病率高于群体患病率，并且亲缘关系越近，患病率越高；患者病情越严重，其亲属患病率也越高。目前，哮喘无法根治，但可以控制。对哮喘的诊断通常基于症状的类型、不同时间下对治疗的反应及呼吸量测定法。医学上对哮喘的分类依据是发病频率、一秒内用力呼吸量(FEV1)和呼气流量峰值来分类。
[0003]由于哮喘病是一种慢性疾病且无法根治，其严重程度的日常监控变的尤其重要。从监控的长短期来看，其可以分为短期监控和长期监控。短期监控的目的主要如下：1）当刚开始进行药物治疗时或者进行药物治疗期间变换治疗药物的种类时，通过监控来反馈药物治疗的疗效；2）在发病期康复后，监测日常生活中患者的康复情况；3）通过对日常发病状态的监控，可以帮助患者寻找工作和生活环境中引起哮喘的过敏原。长期的日常监控可以在哮喘突发前，帮助患者提前预知，从而可以及时采取药物治疗等治疗手段，避免哮喘的加重。长期监控尤其适合中重度以上的哮喘病患者，经常突发哮喘的患者。因哮喘的发病的机制主要表现为气道的狭窄，现在医学上广泛使用的用于哮喘病日常监测的仪器是峰流速仪。其基本设计思想是，由于气道炎症的发生使得支气管等气道内部物理性的变狭窄，变窄会导致气道阻塞，从而导致呼气和吸气受阻。而峰流速仪的使用正是基于气道物理性的变狭窄。由于峰流速仪是一种简单的气体阻尼装置，虽然便携、价格便宜，但是由于其设计原理的局限性，不同厂家出品的装置对同一个数值的测量偏差较大。另一方面，这种装置使用起来也有一定的限制：1）因为此种装置要求哮喘病患者在吸气以后以最快速度、最大力量向峰流速仪吹气，四岁以下的儿童不能完全配合，医学上认为有价值的数据必须来自于4岁以上的儿童。2）由于在测量过程中要求患者在吸气以后以最快速度、最大力量向峰流速仪吹气，峰流速仪所采集的数据必然跟患者的用力吹气程度和配合程度相关，即便是同一个人同时间内，在不同的吹气次数中，所测量的数值差别也较大。3）峰流速仪的正确使用需要遵循一定的操作规范，而多数病人并不能规范地独立完成，需要医生的指导。因此，迫切需要从基本探测原理出发，开发出一种新的仪器设备来监测哮喘病患者的患病状态。对患者的呼出气体进行分析给我们提供了一个新的思路。外界空气首先被患者吸入，而后进入患者的肺泡，一些可以排出的代谢产物通过气体交换作用进入肺泡，而后随着呼出气体被排出体外。因此呼出气体中包含着有关人体内部代谢的关键信息。我们可以从探测人体中与
疾病相关的代谢产物角度出发，来辅助诊断疾病，监测疾病的严重程度。现在医学界认为，哮喘病患者的呼出气体中NO的浓度比健康人的要高，而其呼出气体中H2S的浓度要比健康人低。作为一种哮喘病患者的生物标识，现在医生同行们在临床上已经通过探测分析哮喘病患者呼出气体中NO浓度来辅助诊断哮喘病，然而目前国内市面上测试仪器主要来自英国牛津Circassia Group 公司的NIOX品牌的呼出气体NO浓度测试仪，测试一次成本200元人民币左右（不计几万元的仪器购置费），对于需要对哮喘病进行日常监测的患者而言，成本略显昂贵，我国的经济发展水平尚不及此，尤其是广大的农村地区。因此迫切需要我们开发一种低成本、高灵敏度的哮喘病日常监测设备。在此，我们开发了一种基于探测哮喘病患者呼出气体H2S的浓度而监测哮喘病发病状态的高灵敏度H2S气体传感器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，制备一种低成本、高灵敏度的可用于辅助诊断哮喘病和对哮喘病患者的患病状态进行日常监测的H2S气体传感器。为了实现上述目的，本专利技术涉及的一种基于CuO修饰的γ
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Bi2MoO6复合材料的气体传感器，由外表面带有叉丝电极，内部带有电阻丝加热体与热耦的Al2O3绝缘陶瓷片、以及涂覆在Al2O3绝缘陶瓷片外表面上的敏感材料薄膜构成。所述CuO修饰于γ
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Bi2MoO6表面的复合材料的具体制备工艺如下。
[0005]步骤1：制备纳米γ
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Bi2MoO6粉末：用乙酰丙酮钼、五水合硝酸铋、乙二醇、乙醇按照水热合成的方法制备出γ
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Bi2MoO6产物，而后用丙酮、酒精和去离子水进行清洗、用离心机进行离心再经过烘干机进行烘干得到所需要的纳米γ
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Bi2MoO6粉末。
[0006]步骤2：制备CuO修饰的Cu@γ
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Bi2MoO6纳米复合材料：将步骤1制得的一定量的γ
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Bi2MoO6前驱体，采用磁力搅拌的方式分散于去离子水当中，而后将三水合硝酸铜(Cu(NO3)2•
3H2O)溶解于此悬浊液当中，经过充分搅拌后，加热将此悬浊液蒸干。
[0007]步骤3：将2步骤所制备得到的固体收集起来，放进马弗炉中进行退火烧结，待冷却到室温后得到所需要的CuO修饰的复合材料。
[0008]本专利技术涉及的基于CuO修饰的γ
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Bi2MoO6纳米复合材料的高灵敏度H2S气体传感器由外表面带有叉丝电极，内部带有电阻丝加热体与热耦的Al2O3绝缘陶瓷片、以及涂覆在Al2O3绝缘陶瓷片外表面上的敏感材料薄膜构成。敏感材料薄膜制备工艺如下。
[0009]步骤1：制备纳米γ
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Bi2MoO6。具体步骤如下。
[0010](1)于5 ml乙二醇溶液中，而后搅拌数分钟，而后加入20 ml乙醇溶液搅拌20分钟。
[0011](2)将(1)中所制得的溶液转移进50 ml特氟龙内衬里，而后将特氟龙内衬放进不锈钢水热釜中，将此水热釜150 ℃加热12个小时，加热结束后让水热釜自然冷却至室温。
[0012](3)将用水热釜制备的产物，用丙酮、酒精和去离子水进行清洗、用离心机进行离心，分离出固体产物。
[0013](4)将此固体产物60 ℃干燥6小时，烘干后得到的固体产物煅烧2小时，得到纳米γ
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Bi2MoO6。
[0014]步骤2：制备CuO修饰的CuO@γ
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Bi2MoO6纳米复合材料，具体步骤如下。
[0015](1)将一定量步骤1中制备的纳米γ
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Bi2MoO6分散于30 ml去离子水中，而后加入3.75 mg Cu(NO3)2•
3H2O，搅拌得到悬浊液。
[0016](2)将上步骤中制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CuO修饰的γ
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Bi2MoO6纳米复合材料的气体传感器，由外表面带有叉丝电极，内部带有电阻丝加热体与热耦的Al2O3绝缘陶瓷片、以及涂覆在Al2O3绝缘陶瓷片外表面上的敏感材料薄膜构成，其特征在于：敏感材料为CuO修饰于纳米材料γ
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Bi2MoO6表面的复合材料。2.此纳米复合材料制备工艺为：步骤1：制备纳米γ
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Bi2MoO6粉末：用乙酰丙酮钼、五水合硝酸铋、乙二醇、乙醇按照水热合成的方法制备出γ
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Bi2MoO6产物，而后用丙酮、酒精和去离子水进行清洗、用离心机进行离心再经过烘干机进行烘干得到所需要的纳米γ
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Bi2MoO6粉末；步骤2：制备CuO修饰的CuO@γ
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Bi2MoO6纳米复合材料：将步骤1制得的一定量的γ
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Bi2MoO6前驱体，采用磁力搅拌的方式分散于去离子水当中，而后将三水合硝酸铜(Cu(NO3)2•
3H2O)溶解于此悬浊液当中，经过充分搅拌后，加热将此...

【专利技术属性】
技术研发人员：景强，刘波，韩沙沙，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
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