[发明专利]一种Fe2O3-TiO2气敏传感器的制备方法

说明书

本发明属于气体传感器制备技术领域，具体涉及一种Fe₂O₃‑TiO₂气敏传感器的制备方法。该方法是通过水热法和化学沉积的方式对Fe₂O₃进行改性，过程简单，原料经济易得，反应过程温度较低，能耗少，产物为Fe₂O₃‑TiO₂复合材料，比表面积达到122.46m²/g，颗粒大小约50‑100nm，300℃下对100ppm乙醇的灵敏度达到27.1，能在多组分气体存在下检测乙醇，具有良好的选择性，对该材料进行了15天的重复实验，300℃下对100ppm乙醇的灵敏度达到27.0。

技术领域

本发明属于气体传感器制备技术领域，具体涉及一种Fe₂O₃-TiO₂气敏传感器的制备方法。

背景技术

气体传感器是传感器的一个重要分支，能感知混合气体中某种气体及其浓度，气体传感器在生产生活的各个领域有着广泛的使用。乙醇是各种酒的主要成分，同时又是可燃性气体，过度饮酒、酒驾及乙醇的泄漏都有很大的健康和安全隐患，乙醇气敏传感器可以灵敏的检测乙醇气体的含量，在酒后驾车、煤矿开采、火警预防、气体泄漏检测、环境监测等方面发挥着不可替代的作用。目前，掺杂半导体氧化物SnO₂、ZnO、TiO₂、Fe₂O₃、V₂O₅等被广泛应用于乙醇气体检测，其原理是利用吸附在半导体氧化物表面上的氧气与被检测的乙醇气体反应，从而改变半导 体材料的电阻，通过测量电阻的变化实现乙醇气体的检测。但这类乙醇气体传感器普遍存 在工作温度较高、气体响应较低、响应恢复时间较长、选择性较差等问题，不利于气敏传感技术的发展。为解决上述问题，部分学者对新型改性气敏材料进行了研究。

中国专利申请CN201611157804.8公开的一种基于MOF模板法合成的二氧化钛负载三氧化二铁纳米异质结构的气敏元件，利用MOFs为模板合成的纳米材料异质结构，该气敏元件具有低高灵敏、高稳定性、高选择性的气敏特性，可用于制备半导体气敏传感器，但是该基于MOF模板法合成的二氧化钛负载三氧化二铁纳米异质结构的气敏元件仍存在比表面积小等不足。

因此，如何提供一种新型气敏传感器的制备方法，制备过程简单，原料经济易得，且制得的气敏传感器兼具高灵敏度、低工作温度、超快响应恢复特性、高选择性和低比表面积，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种Fe₂O₃-TiO₂气敏传感器，克服灵敏度低、选择性差的技术缺点，实现乙醇气敏传感器的高灵敏度、选择性好、稳定性优良的特点。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种Fe₂O₃-TiO₂气敏传感器的制备方法，包括以下步骤：

（1） 取10-500mg前驱体分散在20-60ml乙醇中，加入0.1-0.5mL钛酸四丁酯和0.1-0.3mL NH ₃·H₂O，在55℃恒温下搅拌12小时，制得混合溶液；

（2） 将步骤（1）中制得的混合溶液用乙醇和去离子水清洗2-5次，将清洗后的混合溶液置于恒温干燥箱内，60-80℃下干燥10-15h，使制得样品中的水分充分挥发，然后放入马弗炉内400-700℃温度下煅烧，制得Fe₂O₃-TiO₂气敏材料；