[发明专利]稀土改性的氧化锌气敏传感器及其制备方法

权利要求书

1.稀土改性的氧化锌气敏传感器，包括:氧化铝陶瓷管，其特征在于，氧化铝陶瓷管外表面上涂有稀土改性的氧化锌材料。

2.稀土改性的氧化锌气敏传感器的制备方法，其特征在于，采用水热法一步完成，具体制备方法如下：

（1）以去离子水为溶剂用含锌前驱体配成含锌水溶液，同时将摩尔比为0.01-10%的一种或几种含稀土硝酸盐溶到含锌水溶液中，制成稀土-锌盐溶液，另配制摩尔浓度为1-20mol/L的氢氧化钠溶液或摩尔浓度为0.01-2mol/L的尿素溶液，滴加到稀土-锌盐溶液中，或者将稀土-锌盐溶液滴加到氢氧化钠或尿素溶液中，制成稀土-锌碱溶液，在稀土-锌碱溶液加入摩尔浓度为0.001-0.005mol/L的乙二胺或十六烷基三甲基溴化铵助剂，搅拌或超声反应0.5-5h；或直接将稀土-锌碱溶液在室温下搅拌或超声反应0.5-5h，然后将搅拌或超声的溶液转入水热釜中在70-220℃反应5-48h；反应后的样品用去离子水和乙醇洗涤，干燥，即可制得掺杂或复合稀土的氧化锌，直接或热处理后用于气敏材料；

（2）称取1-20mg步骤（1）制备的稀土掺杂或复合的氧化锌材料放入玛瑙研钵中，再加入体积比为1-3:1无水乙醇和去离子混合液，研磨10-30min，然后将其均匀涂覆于酸、醇超声处理的氧化铝陶瓷管芯上，静置晾干6-15h；

（3）将步骤（2）涂覆好的陶瓷管芯在450-550℃下，升温速率为1-5℃/min，焙烧1-5h，加装电阻丝并将其焊接到基座上，制成旁热式气敏元件，老化5-10天，在80～440℃之间测试其气敏性能。

3.根据权利要求2所述的稀土改性的氧化锌气敏传感器的制备方法，其特征在于，制成稀土-锌盐溶液中稀土离子与锌离子的摩尔百分比为0.01-10at%。

4.根据权利要求2所述的稀土改性的氧化锌气敏传感器的制备方法，其特征在于，含锌前驱体为硝酸锌、醋酸锌、酒石酸锌、柠檬酸锌、硫酸锌或氯化锌中的一种。

5.根据权利要求2所述的稀土改性的氧化锌气敏传感器的制备方法，其特征在于，含稀土硝酸盐中稀土元素为镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu、钇Y中的一种或两种以上。