[发明专利]复合纳米半导体材料AZO/Nb2

说明书

复合纳米半导体材料AZO/Nb₂O₅/Pt气敏元件及其制备方法，它涉及复合纳米半导体材料气敏元件及其制备方法。它是要解决现有的以掺铝氧化锌作敏感元件的乙醇气体传感器的检测限高的技术问题。本发明的复合纳米半导体材料AZO/Nb₂O₅/Pt的气敏元件是在Al₂O₃陶瓷管上负载一层纳米半导体材料AZO/Nb₂O₅/Pt。制法：先制备AZO粉；再用AZO溶液与Nb₂O₅Nb₂O₅溶液混合，得到白色沉淀，白色沉淀洗涤干燥后烧结，得到AZO/Nb₂O₅粉体，再向该粉体加入H₂PtCl₆调成浆，在Al₂O₃陶瓷管上涂膜后再烧结，得到气敏元件。它的乙醇浓度检测范围为5‑500ppm，可用于在线监测和痕量检测。

技术领域

本发明涉及复合纳米半导体材料气敏元件及其制备方法。

背景技术

C₂H₅OH是一种重要的化工原料，被广泛应用于国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中，在常温常压下是一种无色透明液体，低毒性，具有刺激气味，易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，对其进行快速准确的检测具有重要的应用价值。目前掺铝氧化锌(AZO)作为C₂H₅OH气体传感器的研究报道越来越多，AZO无机半导体纳米材料的传感器具有结构简单，成本低、功耗低等优点。但是以掺铝氧化锌(AZO)作为敏感元件的C₂H₅OH气体传感器只能检测C₂H₅OH浓度为100ppm以上的情况，无法满足实时在线监测和检测的要求。

发明内容

本发明是要解决现有的以掺铝氧化锌(AZO)作为敏感元件的C₂H₅OH气体传感器的检测限高的技术问题，而提供复合纳米半导体材料AZO/Nb₂O₅/Pt气敏元件及其制备方法。

本发明的复合纳米半导体材料AZO/Nb₂O₅/Pt的气敏元件是在Al₂O₃陶瓷管上负载一层纳米半导体材料AZO/Nb₂O₅/Pt，其中纳米半导体材料AZO/Nb₂O₅/Pt中Zn与Nb的摩尔比为(8～9)：1；Pt的质量占复合纳米半导体材料总质量的3％～5％。

上述的复合纳米半导体材料AZO/Nb₂O₅/Pt的气敏元件的制备方法，按以下步骤进行：

步骤一：按乙酸锌与六次甲基四胺的摩尔比为1：(2～3)，可溶性铝盐的物质的量为乙酸锌的3％～5％，将乙酸锌、六次甲基四胺和可溶性铝盐加入水中，混合均匀后，加入到水热釜中，再把水热釜放在温度为120～130℃的炉中反应12～15h，反应得到的产物再经过离心清洗、干燥，得到AZO粉；

步骤二：称取AZO粉与Nb₂O₅粉，其中AZO粉中的Zn与Nb₂O₅粉中的Nb的摩尔比为8～9：1，先把AZO粉溶于去离子水中得到AZO溶液；再把Nb₂O₅粉加入到稀HNO₃中酸化，过滤，得到Nb₂O₅溶液；然后把Nb₂O₅溶液加入到AZO溶液中，在搅拌条件下加热到50～60℃并保持恒温6～8h，保温期间保持溶液的pH值在8～8.5，有白色沉淀析出；