一种氢气传感器及其制作方法技术

本申请提供了一种氢气传感器及其制作方法，涉及气体传感器技术领域。先基于载体制作传感器电极，再利用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂，以及微电子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在所述传感器电极上制作出二氧化钛、钯纳米颗粒，以制作气敏层并形成氢气传感器，其中，气敏层与传感器电极连接。本申请提供的氢气传感器及其制作方法具有工艺简单、缩短了氢气传感器响应时间以及提高了氢气传感器灵敏度的优点。提高了氢气传感器灵敏度的优点。提高了氢气传感器灵敏度的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气传感器及其制作方法


[0001]本申请涉及气体传感器
，具体而言，涉及一种氢气传感器及其制作方法。

技术介绍

[0002]氢气作为一种理想的清洁能源，凭借可再生、高效洁净等优点，广泛应用于核电站、燃料电池、工业，石油产品精炼等领域。然而，氢气由于无色无味、分子量小、渗透力强等特性，若在制备运输过程中发生泄漏则不易被人察觉。当空气中氢气的体积占总体积的较大时，遇明火极易发生爆炸。因此，如何快速准确的原位测量空气和某种特定环境下的氢气、开发安全灵敏的氢气传感器具有广阔的研究前景和重要的学术意义。
[0003]然而，现有技术中的氢气传感器存在制作工艺复杂，灵敏度不足的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种氢气传感器及其制作方法，以解决现有技术中存在的氢气传感器存在制作工艺复杂，灵敏度不足的问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种氢气传感器制作方法，所述方法包括：
[0007]基于载体制作传感器电极；
[0008]利用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂以及微电子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在所述传感器电极上制作出二氧化钛、钯纳米颗粒，以制作气敏层并形成氢气传感器，其中，所述气敏层与所述传感器电极连接。
[0009]可选地，在利用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂，以及微电子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在所述传感器电极上制作出二氧化钛、钯纳米颗粒的步骤之前，所述方法还包括：
[0010]制备锐钛矿型二氧化钛
‑
钯纳米颗粒分散液。
[0011]可选地，制备锐钛矿型二氧化钛
‑
钯纳米颗粒分散液的步骤包括：
[0012]利用钯的化合物、钛的化合物形成混合溶液；
[0013]将所述混合溶液放置加热预设时长；
[0014]对所述混合溶液进行离心处理，并获取二氧化钛
‑
钯纳米复合颗粒；
[0015]洗涤并重新分散所述二氧化钛
‑
钯纳米复合颗粒，以获取二氧化钛
‑
钯纳米颗粒分散液；
[0016]添加粘度调节剂以调节所述的二氧化钛
‑
钯纳米颗粒分散液的粘度。
[0017]可选地，所述利用钯的化合物、钛的化合物形成混合溶液的步骤包括：
[0018]将氯化钯与硫酸钛溶解在乙醇水溶液中，形成混合溶液。
[0019]可选地，基于载体制作传感器电极的步骤包括：
[0020]利用微电子打印机在塑料薄膜上点胶打印出传感器电极。
[0021]可选地，在利用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂以及微电
子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在所述传感器电极上制作出二氧化钛、钯纳米颗粒，以制作气敏层并形成氢气传感器的步骤之后，所述方法还包括：
[0022]将制作好的氢气传感器置于加热平台加热预设时长；
[0023]对所述氢气传感器的表面进行清洗。
[0024]可选地，在利用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂以及微电子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在所述传感器电极上制作出二氧化钛、钯纳米颗粒，以制作气敏层并形成氢气传感器的步骤之后，所述方法还包括：
[0025]将所述氢气传感器的电极与电导测量外电路连接，以对所述氢气传感器的性能进行测量。
[0026]另一方面，本申请实施例还提供了一种氢气传感器，所述氢气传感器通过上述的氢气传感器制作方法制作而成；所述氢气传感器包括：
[0027]载体；
[0028]位于所述载体上的电极；
[0029]位于所述载体上且与所述电极连接的气敏层，其中，所述气敏层由二氧化钛、钯纳米颗粒组成，且所述气敏层的电阻随环境中氢气浓度变化而变化。
[0030]可选地，所述二氧化钛纳米颗粒的尺寸为1～1000nm；所述钯纳米颗粒的尺寸为1～1000nm。
[0031]可选地，所述气敏层的厚度为1nm～1000μm。
[0032]相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：
[0033]本申请提供了一种氢气传感器及其制作方法，先基于载体制作传感器电极，再利用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂，以及微电子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在所述传感器电极上制作出二氧化钛、钯纳米颗粒粒，以制作气敏层并形成氢气传感器，其中，气敏层与传感器电极连接。一方面，本申请直接采用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂，以及微电子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在传感器电极上制作气敏层，因此其制作工艺相对简单，应用前景广阔。另一方面，钯纳米粒子具有良好的吸氢活性，能够吸附解离更多的氢气和氧气分子，从而缩短响应时间，提高氢气传感器的灵敏度。
[0034]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
[0036]图1为本申请实施例提供的氢气传感器制作方法的一种示例性流程图。
[0037]图2为本申请实施例提供的氢气传感器的实物图。
[0038]图3为本申请实施例提供的氢气传感器的结构示意图。
[0039]图4为本申请实施例提供的传感器电极的第一种结构示意图。
[0040]图5为本申请实施例提供的传感器电极的第二种结构示意图。
[0041]图6为本申请实施例提供的传感器电极的第三种结构示意图。
[0042]图7为本申请实施例提供的氢气传感器制作方法的另一种示例性流程图。
[0043]图8为本申请实施例提供的图7中S103的子步骤的示例性流程图。
[0044]图9为本申请实施例提供的氢气传感器的SEM图。
[0045]图10为本申请实施例提供的氢气传感器在不同浓度下的循环相应示意图。
具体实施方式
[0046]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0047]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气传感器制作方法，其特征在于，所述方法包括：基于载体制作传感器电极；利用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂以及微电子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在所述传感器电极上制作出二氧化钛、钯纳米颗粒，以制作气敏层并形成氢气传感器，其中，所述气敏层与所述传感器电极连接。2.如权利要求1所述的氢气传感器制作方法，其特征在于，在利用微电子打印技术、丝网印刷工艺、纳米压印、旋涂或刮涂，以及微电子工艺中的溅射、蒸镀中的至少一种工艺在所述传感器电极上制作出二氧化钛、钯纳米颗粒的步骤之前，所述方法还包括：制备锐钛矿型二氧化钛
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钯纳米颗粒分散液。3.权利要求2所述的氢气传感器制作方法，其特征在于，制备锐钛矿型二氧化钛
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钯纳米颗粒分散液的步骤包括：利用钯的化合物、钛的化合物形成混合溶液；将所述混合溶液放置加热预设时长；对所述混合溶液进行离心处理，并获取二氧化钛
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钯纳米复合颗粒；洗涤并重新分散所述二氧化钛
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钯纳米复合颗粒，以获取二氧化钛
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钯纳米颗粒分散液；添加粘度调节剂以调节所述的二氧化钛
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钯纳米颗粒分散液的粘度。4.如权利要求3所述的氢气传感器制作方法，其特征在于，所述利用钯的化合物、钛的化合物形成混合溶液的步骤包括：将氯化钯与硫酸钛溶解在乙醇水溶液中，形成混合溶液。5.如权利要求1所述的氢气传感器制作方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣秦朗，孙诺，刘芝孟，何欣，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：