[发明专利]一种二氧化锡气敏薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属氧化物半导体气体传感器技术领域，具体涉及一种二氧化锡气敏薄膜的制备方法。

背景技术

随着人类工业水平不断发展，越来越多的生活产品使人们生活变得便捷的同时，也不可避免的带来了工业对环境的污染，城市雾霾现象使解决空气污染的任务迫在眉睫。然而煤气及天然气等的使用以及工业、交通中排放的各种废弃气体仍然不断在污染着环境，威胁着人们生活。这种情况下，迫切需要一种能够测定气体浓度的仪器以获知被测气体浓度和种类，及早对隐患做出必要的措施，防止危害的发生。

氧化锡(SnO₂)为N型半导体结构，是一种性能优良的气敏材料。二氧化锡薄膜具有很多优良的性能，如导电率、透明度比较高以及化学性能比较稳定等。二氧化锡薄膜传感器可以用来检测环境污染，掺杂金属元素的薄膜传感器还可以做透明导电薄膜，广泛用于液晶显示器及光学技术，微波反射等领域。传感器性能优劣主要取决于二氧化锡特薄膜性能，而薄膜的性能又严格依赖于制备方法。因此选择高效实际的实验工艺尤其重要。国内外的研究中报道最多的是采用喷涂、气相沉积、电蒸发、磁控溅射等方法制备二氧化锡薄膜,虽然各有优点,但均需成本昂贵的设备。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是提供一种二氧化锡气敏薄膜的制备方法，所得薄膜对H₂S具有很好的灵敏度和较快的响应速度。

技术方案：一种二氧化锡气敏薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将草酸亚锡4-10份加至去离子水30-40份中，搅拌条件下加入葡萄糖0.8-1.5份、柠檬酸0.4-1.2份、表面活性剂0.3-0.7份，加热至30-40℃保温30-40min，冷却，得到混合液；

步骤2，以重量份计，将三乙醇胺0.5-1份加至步骤1所得混合液中，调节pH至6.0-7.0，滴加无水乙醇0.5-1.2份，搅拌，得到溶胶；

步骤3，将步骤2所得溶胶旋涂在印刷有叉指银电极的氧化铝基片上，干燥，烧结，即得。

进一步地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

进一步地，步骤2中滴加无水乙醇的速度为0.1-0.2mL/min。

进一步地，步骤2中采用10-15wt.%氢氧化钠溶液调节pH。

进一步地，步骤3中干燥条件为100-110℃、10-15min。

进一步地，步骤3中烧结过程是先以60℃/h升温至300-400℃保温40min，再以150℃/h升温至550-650℃保温100-120min。

有益效果： 本发明的二氧化锡气敏薄膜对H₂S具有很好的灵敏度和较快的响应速度。

具体实施方式

实施例1

一种二氧化锡气敏薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将草酸亚锡4份加至去离子水30份中，搅拌条件下加入葡萄糖0.8份、柠檬酸0.4份、表面活性剂0.3份，加热至30℃保温40min，冷却，得到混合液；

步骤2，以重量份计，将三乙醇胺0.5份加至步骤1所得混合液中，调节pH至6.0-7.0，滴加无水乙醇0.5份，搅拌，得到溶胶；

步骤3，将步骤2所得溶胶旋涂在印刷有叉指银电极的氧化铝基片上，干燥，烧结，即得。

其中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

步骤2中滴加无水乙醇的速度为0.1mL/min，采用10wt.%氢氧化钠溶液调节pH。

步骤3中干燥条件为100℃、15min；烧结过程是先以60℃/h升温至300℃保温40min，再以150℃/h升温至550℃保温120min。

所得薄膜对H₂S的灵敏度可达7×10⁶，初始电阻为65Ω，响应时间为10s。

实施例2

一种二氧化锡气敏薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将草酸亚锡6份加至去离子水33份中，搅拌条件下加入葡萄糖1.1份、柠檬酸0.5份、表面活性剂0.4份，加热至35℃保温40min，冷却，得到混合液；

步骤2，以重量份计，将三乙醇胺0.7份加至步骤1所得混合液中，调节pH至6.0-7.0，滴加无水乙醇0.7份，搅拌，得到溶胶；

步骤3，将步骤2所得溶胶旋涂在印刷有叉指银电极的氧化铝基片上，干燥，烧结，即得。

其中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。