[发明专利]工作于低温下的复合金属氧化物基乙醇气敏传感器的制备方法

说明书

本发明公开一种工作于低温下的复合金属氧化物基乙醇气敏传感器的制备方法，先通过共沉淀法制备ZnSn(OH)₆前驱体，用nano‑TiO₂和ZnO掺杂修饰，经高温煅烧后得到TiO₂‑ZnO@ZnSnO₃复合物粉末。本发明提供了一种能工作于较低温度下的复合金属氧化物基乙醇气敏传感器的制备方法，在降低ZnSnO₃气敏传感器工作温度的同时得到更高的气敏响应和更快的响应/恢复。

技术领域

本发明属于半导体气敏传感器领域，特别涉及一种能在较低温度下工作且气敏性能优良的复合金属氧化物基乙醇气敏传感器制备方法。

背景技术

现代工业的迅速发展，许多有机类化学物质(如甲醇、乙醇、甲醛、丙酮等)在诸多行业有着广泛的应用，这些物质在给人们的生活、工作带来便利的同时也带来了一定的安全隐患，例如，当某些有毒或易燃易爆的物质在工作过程中发生泄漏时，就会导致严重的环境和安全问题。乙醇作为一种易燃、易挥发的一元醇类化合物，在医药、农业、化工等领域都有重要的应用，如何在生产过程中对其做好实时、有效的检测与监控就成为了重点问题。基于金属氧化物半导体材料的气敏传感器因其成本较低、易于制备、响应快等优点，在工业生产、环境监测、生态保护等领域应用广泛，成为当前国内外研究的热门。

二元金属氧化物ZnO和SnO₂是最早开始研究的宽禁带半导体气敏材料，具有无毒环保、成本较低、灵敏度高等优点，它们的复合氧化物偏锡酸锌(ZnSnO₃)是一种具有钙钛矿结构的三元复合金属氧化物半导体，其气敏性能兼具ZnO和SnO₂两种材料的优点，但纯ZnSnO₃存在和ZnO、SnO₂同样的问题，在获得最大气敏响应时所对应的工作温度较高，通常在200℃以上，不适合用于对易燃、易爆等危险气体的监测。因此，如何有效降低ZnSnO₃气敏传感器的最佳工作温度，成为本领域研究的重点。为解决上述问题，本发明选用nano-TiO₂和ZnO两种紫外光敏材料，对纯ZnSnO₃进行修饰改性，在降低其最佳工作温度的同时提高了其气敏性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工作于低温下的复合金属氧化物基乙醇气敏传感器的制备方法。

工作于低温下复合金属氧化物基乙醇气敏传感器的制备方法，先通过共沉淀法制备ZnSn(OH)₆前驱体，用nano-TiO₂和ZnO掺杂修饰，经高温煅烧后得到TiO₂-ZnO@ZnSnO₃复合物粉末。

本发明提供了一种工作于低温下的复合金属氧化物基乙醇气敏传感器的制备方法，在降低ZnSnO₃气敏传感器工作温度的同时得到更高的气敏响应和更快的响应/恢复。

本发明为解决背景技术中提出的问题，采用的技术方案是工作于低温下的复合金属氧化物基乙醇气敏传感器的制备方法包括如下步骤：

1)按照Zn²⁺：Sn⁴⁺＝1：1的化学计量比，将SnCl₄·5H₂O和ZnSO₄·7H₂O溶于无水乙醇中形成混合溶液，然后向混合溶液加入NaOH溶液调节PH为13，得到白色沉淀，经去离子水和无水乙醇洗涤后，去除上层清液，在40℃烘干台上烘干，得到前驱体；

2)依次称取不同质量的nano-TiO₂、ZnO与ZnSn(OH)₆前驱体混合，溶于去离子水中充分缓慢磁力搅拌，使其均匀结合，洗涤干燥后得到不同掺杂浓度的复合产物；