一种甲醛气敏元件及其制备方法技术

本申请涉及一种检测甲醛气体浓度的气敏元件，利用酒石酸

【技术实现步骤摘要】
均匀的锚固在Zr
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In2O3的片层上，提高了对甲醛气体响应的灵敏度。该材料制备简单，操作方便，可以实现对甲醛气体的快速、灵敏、高选择性检测。
附图说明
[0009]图1本申请制备得到的Zr
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In2O3‑
ZnSnO3作为气敏材料的扫描电镜图，其显示材料整体呈现为多级花状结构，各个片层之间相互搭接形成了微米球状的结构形貌；图2为TEM图，Zr
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In2O3的片层上形成了ZnSnO3的纳米小颗粒。
[0010]图3显示实施例1的气敏材料在200℃下气敏元件100ppm甲醛的相应值变化。
具体实施方式
[0011]为了更好的理解本专利技术，下面结合具体实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0012]实施例1
[0013]一种检测甲醛气体浓度的气敏元件，其特征在于，该气敏元件采用Zr
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In2O3‑
ZnSnO3作为气敏材料，将四水合三氯化铟、硝酸锆、酒石酸溶于去离子水中，超声溶解，接着加入乙醇胺，继续超声直至形成均一的前驱体反应液；优选的，所述四水合三氯化铟、硝酸锆、酒石酸、去离子水和乙醇胺的加入量优选为6mmol：0.01mmol：2mmol：40ml：5ml；超声功率可选择为50w，超声时间优选为10min；将得到的前驱体反应液置于反应釜中，在150℃条件下反应8h，反应结束后降低到室温，将样品离心、干燥；将得到的样品粉末在马弗炉中300摄氏度下煅烧1h；
[0014]将Zr
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In2O3加入水
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异丁醇的混合溶液中，继续加入硫酸锡、硫酸锌和柠檬酸钠，采用NaOH调节pH＝7.5；超声溶解，其中，水
‑
异丁醇、硫酸锡、硫酸锌以及柠檬酸钠的用量比优选为40ml：50ml：4mmol：4mmol：4mmol；将得到的前驱体反应液置于反应釜中，在150℃条件下反应4h，反应结束后降低到室温，将样品离心、干燥；得到最终样品Zr
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In2O3‑
ZnSnO3。
[0015]将得到的样品材料研磨后，与去离子水和乙醇混合形成浆料，其中，去离子水和乙醇比例可选择为1:1；将该浆料球磨一定时间后，涂覆于三氧化二铝的陶瓷管表面；空气中干燥后在400摄氏度条件下烧结，将Ni
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Cr加热丝穿过陶瓷管，将加热丝、陶瓷管的电极引线焊接在基座上、接着老化制得甲醛气敏传感器。
[0016]实施例2
[0017]一种检测甲醛气体浓度的气敏元件，其特征在于，该气敏元件采用Zr
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In2O3‑
ZnSnO3作为气敏材料，将四水合三氯化铟、硝酸锆、酒石酸溶于去离子水中，超声溶解，接着加入乙醇胺，继续超声直至形成均一的前驱体反应液；优选的，所述四水合三氯化铟、硝酸锆、酒石酸、去离子水和乙醇胺的加入量优选为6mmol：0.02mmol：1mmol：30ml：5ml；超声功率可选择为50w，超声时间优选为10min；将得到的前驱体反应液置于反应釜中，在150℃条件下反应8h，反应结束后降低到室温，将样品离心、干燥；将得到的样品粉末在马弗炉中300摄氏度下煅烧2h；
[0018]将Zr
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In2O3加入水
‑
异丁醇的混合溶液中，继续加入硫酸锡、硫酸锌和柠檬酸三钠，超声溶解，其中，水
‑
异丁醇
‑
硫酸锡、硫酸锌以及柠檬酸钠的用量比优选为40ml：30ml：3mmol：：3mmol：3mmol；将得到的前驱体反应液置于反应釜中，在150℃条件下反应4h，反应
结束后降低到室温，将样品离心、干燥；得到最终样品Zr
‑
In2O3‑
ZnSnO3。
[0019]将得到的样品材料研磨后，与去离子水和乙醇混合形成浆料，将该浆料球磨一定时间后，涂覆于三氧化二铝的陶瓷管表面；空气中干燥后在300摄氏度条件下烧结，将Ni
‑
Cr加热丝穿过陶瓷管，将加热丝、三氧化二铝陶瓷管的电极引线焊接在基座上、接着老化制得甲醛气敏传感器。
[0020]实施例3
[0021]一种检测甲醛气体浓度的气敏元件，其特征在于，该气敏元件采用Zr
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In2O3‑
ZnSnO3作为气敏材料，将四水合三氯化铟、硝酸锆、酒石酸溶于去离子水中，超声溶解，接着加入乙醇胺，继续超声直至形成均一的前驱体反应液；优选的，所述四水合三氯化铟、硝酸锆、酒石酸、去离子水和乙醇胺的加入量优选为5mmol：0.05mmol：2mmol：40ml：5ml；超声功率可选择为50w，超声时间优选为20min；将得到的前驱体反应液置于反应釜中，在180℃条件下反应10h，反应结束后降低到室温，将样品离心、干燥；将得到的样品粉末在马弗炉中500摄氏度下煅烧1h；
[0022]将Zr
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In2O3加入水
‑
异丁醇的混合溶液中，继续加入硫酸锡、硫酸锌和柠檬酸钠，采用NaOH调节pH＝8；超声溶解，其中，水
‑
异丁醇、硫酸锡、硫酸锌以及柠檬酸钠的用量比优选为40ml：40ml：3mmol：3mmol：3mmol；将得到的前驱体反应液置于反应釜中，在150℃条件下反应4h，反应结束后降低到室温，将样品离心、干燥；得到最终样品Zr
‑
In2O3‑
ZnSnO3。
[0023]将得到的样品材料研磨后，与去离子水和乙醇混合形成浆料，将该浆料球磨一定时间后，涂覆于三氧化二铝的陶瓷管表面；空气中干燥后在300摄氏度条件下烧结，将Ni
‑
Cr加热丝穿过陶瓷管，焊接电极引线、接着老化制得甲醛气敏传感器。
[0024]将甲醛气敏传感器检测甲醛传感性能。图3显示实施例1的气敏材料在200℃下气敏元件100ppm甲醛的相应值变化可以看到响应值不断增大，并且在6s达到最大值，对100ppm的甲醛的最大响应值为17，恢复时间为15s。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测甲醛气体浓度的气敏元件，其特征在于，该气敏元件采用Zr
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In2O3‑
ZnSnO3作为气敏材料，将四水合三氯化铟、硝酸锆、酒石酸溶于去离子水中，超声溶解，接着加入乙醇胺，继续超声直至形成均一的前驱体反应液；优选的，所述四水合三氯化铟、硝酸锆、酒石酸、去离子水和乙醇胺的加入量优选为(5
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8)mmol：(0.01
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0.05)mmol：(1
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2)mmol：(30
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80)ml：(5
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10)ml；超声功率可选择为50
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100w，超声时间优选为10
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20min；将得到的前驱体反应液置于反应釜中，在150
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180℃条件下反应4
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10h，反应结束后降低到室温，将样品离心、干燥；将得到的样品粉末在马弗炉中300
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500摄氏度下煅烧1
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3h；将Zr
‑
In2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：农丽华，杨宁，
申请(专利权)人：成都骅齐坷新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：