[发明专利]三甲胺气敏传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微量气体检测技术领域，涉及三甲胺气敏传感器及其制备方法。

背景技术

三甲胺是国家恶臭污染控制的主要对象之一，鱼类体内蛋白质分解时产生的主要气体，三甲胺含量已成为当今水产品新鲜度的重要指标。

水产品新鲜度的评价，在国内正处于探索研究阶段，尚未产业化。国内对于三甲胺气体的探测方法包括气相色谱法、离子色谱法、高效液相色谱法等。这些方法处理程序复杂，耗时且需昂贵的设备。此外，水产品变质释放三甲胺气体是一个缓慢的过程，因此研究一种简便、灵敏、快速、直观、准确、经济的三甲胺气敏传感器将会有很大的市场前景。

现今国内外的气敏传感器大多以金属氧化物半导体SnO₂、ZnO、Fe₂O₃为气敏材料，尤其是SnO₂以其高稳定性和灵敏度，成为研究最广泛的气敏材料。但是现有的三甲胺气敏传感器仍存在灵敏度差，分辨率低，响应时间长等缺点，因此对SnO₂气敏材料进行改进，以提高它的气敏特性是本领域中非常重要的研究课题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提供一种检测灵敏度好，分辨率高，响应时间短的三甲胺气敏传感器，本发明还提供了它的制备方法。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种三甲胺气敏传感器，包括气敏电极管，所述气敏电极管以Al₂O₃陶瓷管为载体，以纳米SnO₂为气敏材料，所述气敏材料中含有占SnO₂摩尔质量0.5~5%的Eu³⁺或La³⁺。

优选的，所述气敏材料中含有占SnO₂摩尔质量2~3%的Eu³⁺或La³⁺。

最佳的，所述气敏材料中含有占SnO₂摩尔质量2.5%的Eu³⁺或La³⁺。

所述三甲胺气敏传感器的制备方法是：

方法一：先用水热法制备纳米SnO₂，再掺杂一定量的稀土元素制备气敏材料，再将气敏材料涂敷在Al₂O₃陶瓷管表面制成气敏电极管，最后制成三甲胺气敏传感器，具体步骤为：

1）纳米SnO₂的制备：将SnCl₄与蔗糖溶于水中并在150~200℃条件下恒温反应4~24小时，将反应产物在450~550℃下烧结2~4小时，然后冷却，研磨得到珊瑚状的纳米SnO₂；

2）气敏材料的制备：向纳米SnO₂中加入Eu³⁺或La³⁺的乙醇溶液，研磨成糊状，所述Eu³⁺或La³⁺的摩尔质量为SnO₂的0.5~5%；

3）气敏电极管的制备：将糊状气敏材料均匀涂敷在Al₂O₃陶瓷管表面，400~500℃退火处理2~4小时；

4）对气敏电极管进行焊接，电老化，封装，制得三甲胺气敏传感器。

方法二：在水热法制备纳米SnO₂的过程中掺杂稀土离子一步制成气敏材料，再将气敏材料涂敷在Al₂O₃陶瓷管表面制成气敏电极管，最后制成三甲胺气敏传感器，具体步骤为：。

1）气敏材料的制备：将SnCl₄与蔗糖溶于水中，按理论制得SnO₂摩尔量的0.5%~5%掺加Eu³⁺或La³⁺，并在150~200℃条件下恒温反应4~24小时，将反应产物在450~550℃下烧结2~4小时，然后冷却，研磨得到糊状的气敏材料。

2）气敏电极管的制备：将糊状气敏材料均匀涂敷在Al₂O₃陶瓷管表面，400~500℃退火处理2~4小时；

3）对气敏电极管进行焊接，电老化，封装，制得三甲胺气敏传感器。

优选的，所述Eu³⁺或La³⁺的摩尔质量为SnO₂的2~3%。