[发明专利]一种基于可调P向N型转换的传感材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于可调P向N型转换的传感材料，其特征在于，所述传感材料的制备包括以下步骤：

a.溶胶溶液的配置：取贵金属盐和锡盐，溶于极性溶剂中，然后加入表面活性剂，并加入浓酸，配得所需溶胶溶液；贵金属盐为PtCl₄，锡盐为无水氯化锡，表面活性剂为F127,P123，P103；贵金属盐和锡盐的质量比为1:100-4:100；

b.凝胶传感材料的制备：将步骤a所得溶胶溶液采用旋涂法在空白叉指电极上进行镀膜，即得镀有传感材料的器件，旋涂过程中控制匀胶机内部的相对湿度控制在20-50％之间；将镀有传感材料的器件在30-60℃温度范围内干燥，干燥时间控制在2h-12h之间，获得凝胶传感材料；

c.湿度的调控：调配金属盐的过饱和溶液，将其放入密闭容器中，确保室温条件下密闭容器中的相对湿度介于75％-95％之间，再将步骤b所得镀有凝胶传感材料的器件放入密闭容器中，确保容器中的相对湿度达到稳定；

d.复合薄膜的制备：将步骤c放置器件的密闭容器放入鼓风干燥箱中调节温度为105-145℃之间，当鼓风干燥箱的温度达到稳定时开始计算反应时间，反应时间为36-120h；反应结束后，将传感器件取出冷却至室温，一步制备出有序纳米孔SnO₂传感材料；

e.复合薄膜的焙烧：将步骤d制备所得有序纳米孔SnO₂传感材料进行不同温度的焙烧，焙烧温度介于200-400℃之间；

f.传感性能检测：室温条件下，将步骤e制备所得的传感材料进行VOCs气体检测，调控气体的浓度介于10ppm-200ppm之间，每两分钟进行一次气氛调换；传感材料性能检测，200℃焙烧样品室温条件下呈现出P型传感性能，400℃焙烧样品室温条件下呈现出N型传感性能；当焙烧温度低于400℃时，传感材料表现为P型传感特性，当焙烧温度高于于400℃时，传感材料表现为N型传感特性。

2.根据权利要求1所述的基于可调P向N型转换的传感材料，其特征在于，步骤a中极性溶剂为乙醇、正丁醇、异丙醇；浓酸为浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸。

3.根据权利要求2所述的基于可调P向N型转换的传感材料，其特征在于，步骤a中极性溶剂为正丁醇；表面活性剂为P103；浓酸为浓硫酸。

4.根据权利要求1所述的基于可调P向N型转换的传感材料，其特征在于，步骤a中表面活性剂加入质量为锡盐质量的0.3-0.5倍；浓酸加入质量为锡盐质量的1-2倍。

5.根据权利要求1所述的基于可调P向N型转换的传感材料，其特征在于，步骤b中旋涂法采用旋涂速度为2500-4500rpm；每次旋涂时间为30-60s；匀胶机内控制腔体湿度为20-50％；旋涂重复次数为5次。

6.根据权利要求5所述的基于可调P向N型转换的传感材料，其特征在于，步骤b中旋涂法采用旋涂速度为4000rpm,每次旋涂时间为45s；匀胶机内控制腔体湿度为35％。

7.根据权利要求1所述的基于可调P向N型转换的传感材料，其特征在于，步骤c中金属盐过饱和溶液，金属盐为NaCl，KCl，CuSO₄。

8.根据权利要求7所述的基于可调P向N型转换的传感材料，其特征在于，步骤c中金属盐过饱和溶液，金属盐为NaCl。