【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气敏传感器，具体涉及一种抗臭氧膜、制备方法及其在气体传感器中的应用。
技术介绍
1、1840年德国科学家schonbein发现一种带有“电味”的刺激性气体，之后被定义为“活性氧”的一种新型氧气--臭氧，同时schonbein发现臭氧在自然界中无处不在，臭氧的浓度随纬度增加而增大。1873年mr.fox发现可以利用臭氧氧化病毒的细胞体，破坏细胞核，从而实现灭菌消毒。
2、现如今，臭氧因其经济性、普遍性和高效性被广泛应用于食品加工、空气消毒、水处理、公共卫生、医疗卫生器械、化学应用等行业。其中，冰箱在存储食品时利用臭氧的氧化性可以降解水果储存环境中产生的乙烯，提高食物的保鲜效果，同时臭氧还可消灭冰箱中常见的李斯特菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌等。目前，冰箱中实际应用时会使用大量气体传感器监测食品的新鲜度，如水果在成熟至腐烂过程中会不断产生乙烯、二氧化碳、酒精等气体，对于肉类腐败时会有刺激性味道的氨类、硫化氢等气体，通过气体传感器监测冰箱中不同气体的含量，数据分析，最终反馈食物的新鲜度(research on electronic nose foodfreshness detection and recognition technology based on deep learning，传感技术学报第34卷第8期)。市面上，采用mems技术批量化生产微加热芯片，通过机器点胶的方式将气敏材料加载至微加热芯片上，对芯片进行封装，焊接，包装等步骤，即可得到气体传感器成品，其中可量产的气敏材料多以sno2、zno、in
3、现有气体传感器中无法克服如nox、臭氧等氧化性气体干扰，使得传感器在空气中呈现出阻值骤升的不稳定现象，因为多数气体传感器采用外置氧化铝滤层方式，例如公开号为cn114085091a的中国专利申请文献所述，其将nox，臭氧，乙醇，硫化氢等气体全部过滤，使得传感器对乙醇，硫化氢等气体无法响应，因氧化铝滤层难以控制，使传感器对丙酮，一氧化碳等气体响应受到制约，响应恢复时间也受到影响。此外，传统片式，陶瓷管式气体传感器功耗大，稳定性差，受环境气体，湿度影响大，商业使用成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何制备一种效果好的抗臭氧膜。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
3、一种抗臭氧膜的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将醋酸锰、浓硫酸和水混合后搅拌均匀得到醋酸锰溶液；将硝酸铈、高锰酸钾与水混合均匀后加入上述醋酸锰溶液中，搅拌均匀得到混合溶液；将混合溶液进行水热反应，反应结束后冷却、固液分离、洗涤、干燥后烧结得到修饰ce元素的二氧化锰材料；
5、s2、将s1中修饰ce元素的二氧化锰材料与水混合，搅拌均匀后制备出二氧化锰浆料；
6、s3、将膜基底浸泡在s2中的二氧化锰浆料中，取出后热处理得到所述抗臭氧膜。
7、优选地，在s1中，所述醋酸锰为四水醋酸锰；所述硝酸铈为六水硝酸铈；在得到醋酸锰溶液的过程中，四水醋酸锰、浓硫酸和水的用量比为2.06g：800μl：35ml；所述四水醋酸锰、六水硝酸铈、高锰酸钾的质量比为2.06：0.02-0.1：1.2。
8、优选地，在s1中，所述水热反应的温度为100-140℃，时间为8h；所述烧结的温度为300-600℃，时间为2h。
9、优选地，在s2中，搅拌均匀后还包括加入粘结剂球磨；所述修饰ce元素的二氧化锰材料、水、粘结剂的用量比为1g：10ml：0.5g；所述粘结剂为pva或甲基纤维素。
10、优选地，在s3中，所述膜基底为铜网、无纺布膜、ptfe膜中的一种。
11、优选地，在s3中，所述膜基底为铜网时，所述热处理的温度为400-550℃，时间为10-30min；所述膜基底为无纺布膜或ptfe膜时，所述热处理的温度为70-80℃，时间为30-60min。
12、优选地，在s3中，还包括将热处理后得到的材料再重复多次浸泡、热处理过程。
13、优选地，所述铜网为依次采用乙醇浸泡清洗和使用hno3，h2so4混合液深度清洗后的紫铜网。
14、本专利技术还提出一种抗臭氧膜，采用所述的抗臭氧膜的制备方法制备而成。
15、本专利技术还提出一种所述的抗臭氧膜在气体传感器中的应用。
16、本专利技术还提出一种抗臭氧气体传感器，含有所述的抗臭氧膜。
17、本专利技术还提出一种所述的抗臭氧气体传感器的制备方法，包括以下步骤：
18、s1、将气敏材料加载至mems微加热芯片上得到敏感芯片；
19、s2、将所述的抗臭氧膜置于两防水透气膜之间，固定后与含有敏感芯片的底座进行粘接封装，得到所述抗臭氧气体传感器。
20、优选地，所述气敏材料为氧化铟气敏材料；选用氧化铟气敏材料，具有高响应值，快速响应恢复等优点。
21、本专利技术的优点在于：
22、本专利技术基于mems敏感芯片，合成一种以二氧化锰为基修饰适量ce元素的催化剂材料，提高分解臭氧能力，通过高温烧结的方式，将催化剂负载于90-100目的紫铜网中，或负载于无纺布、ptfe膜上，经过裁切，粘接等步骤，封装得到一种抗臭氧的气体传感器；其采用了ce修饰的二氧化锰抗氧化性材料，能够有效防止臭氧的侵蚀，避免传感器阻值骤升；采用紫铜网或无纺布、ptfe膜负载二氧化锰材料，避免了粉末的形式集成固定至传感器上，减少了制造工序，同时降低生产成本，铜网经过高温处理可提高附着力和抗臭氧能力(铜和锰氧化物能够在常温下催化分解臭氧，同时它们之间相互作用，使催化剂的催化活性更高，同时能够吸附分解如苯，甲醛等有机污染物)。与传统气体传感器对比，增加抗臭氧材料作为保护层，提高传感器测量准确性，提升稳定性，延长传感器使用寿命。本专利技术的方法方便成型，便于加工制备成气体传感器，可根据具体应用场景和监测需求，改变修饰ce的二氧化锰材料的负载量，以及分散度和晶体形态，使传感器性能和抗臭氧能力得到最佳。
23、本专利技术的传感器是一种具备mems芯片低功耗，成本低，高能效，高稳定，高应用价值的抗臭氧气体传感器。
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1.一种抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：在S1中，所述醋酸锰为四水醋酸锰；所述硝酸铈为六水硝酸铈；在得到醋酸锰溶液的过程中，四水醋酸锰、浓硫酸和水的用量比为2.06g：800μL：35mL；所述四水醋酸锰、六水硝酸铈、高锰酸钾的质量比为2.06：0.02-0.1：1.2。
3.根据权利要求1所述的抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：在S1中，所述水热反应的温度为100-140℃，时间为8h；所述烧结的温度为300-600℃，时间为2h。
4.根据权利要求1所述的抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：在S2中，搅拌均匀后还包括加入粘结剂球磨；所述修饰Ce元素的二氧化锰材料、水、粘结剂的用量比为1g：10ml：0.5g；所述粘结剂为PVA或甲基纤维素。
5.根据权利要求1所述的抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：在S3中，所述膜基底为铜网、无纺布膜、PTFE膜中的一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：在S3中，所述膜基底为铜网时，
7.一种抗臭氧膜，其特征在于：采用如权利要求1-6中任一项所述的抗臭氧膜的制备方法制备而成。
8.一种如权利要求7所述的抗臭氧膜在气体传感器中的应用。
9.一种抗臭氧气体传感器，其特征在于：含有如权利要求7所述的抗臭氧膜。
10.一种如权利要求9所述的抗臭氧气体传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：在s1中，所述醋酸锰为四水醋酸锰；所述硝酸铈为六水硝酸铈；在得到醋酸锰溶液的过程中，四水醋酸锰、浓硫酸和水的用量比为2.06g：800μl：35ml；所述四水醋酸锰、六水硝酸铈、高锰酸钾的质量比为2.06：0.02-0.1：1.2。
3.根据权利要求1所述的抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：在s1中，所述水热反应的温度为100-140℃，时间为8h；所述烧结的温度为300-600℃，时间为2h。
4.根据权利要求1所述的抗臭氧膜的制备方法，其特征在于：在s2中，搅拌均匀后还包括加入粘结剂球磨；所述修饰ce元素的二氧化锰材料、水、粘结剂的用量比为1g：10ml：0.5g；所述粘结剂为pva或甲基纤维素...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，陈江军，杨正，荣钱，杨冉，吴秋菊，姚冬婷，谢东成，陈栋梁，许磊，
申请(专利权)人：微纳感知合肥技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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