[发明专利]一种甲醛气体传感器敏感材料的合成方法

说明书

本发明涉及气体检测技术领域，公开了一种甲醛气体传感器敏感材料的合成方法，包括如下步骤：在印有叉齿电极的陶瓷片上印刷金属锡层，进行退火处理；进行超声，并用去离子水和乙醇进行多次清洗后、烘干；将陶瓷片置于反应釜中进行水热反应；将生长出的锡氧化物前驱体浸入新鲜的过氧化氢H₂O₂(30wt％)和一水合氨NH₃·H₂O(25wt％)的混合溶液中，再用蒸馏水冲洗，空气中干燥；将纳米线阵列在富氧环境中恒温退火；最后，将金红石型二氧化锡纳米SnO₂NW冷却至室温。通过上述方式，本发明能够提供更多的活性位点，大大提高传感器的响应值，保障了敏感材料的相应的长期稳定性，并可以很大程度上提高敏感材料的结合力。

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，特别是涉及一种甲醛气体传感器敏感材料的合成方法。

背景技术

室内空气污染源很大程度上是源于家具污染，新装家具中夹层胶水、地毯、油漆、和绝大多数的塑料制品都会释放出有机小分子气体(VOCs)，这些气体中包含大量的容易引起人类疾病的甲醛气体。对此，世界卫生组织和中国环境保护行政部门已经建立了相应的甲醛释放标准。因此，近年来人们对甲醛检测市场，特别是高选择性、高灵敏度的甲醛检测设备需求越来也高。

目前，甲醛气体传感器敏感材料多为氧化锌、二氧化锡作为敏感基底材料，其中二氧化锡是一种重要的n型半导体，具有合适的导带价带位置，且成本低廉，是半导体传感器敏感材料的研究重点。

纳米结构的二氧化锡会因其不同的形貌产生不同的性能，一维纳米线结构的二氧化锡更是具有奇特的物理和化学特性。

1)一维结构的二氧化锡拥有很大的比表面积，该形貌对其作为气体传感器来说具有很大的优势，可以拥有更多的活性位点，以获取目标气体；

2)一维纳米线结构可以提供很好的电子通道；

3)一维结构可以有效的避免晶体长大，延长使用寿命。

由于目前的氧化锡纳米线多为粉体状态，经厚膜、薄膜印刷，点胶机点图或其他方式涂附加热片上，因此纳米线整体状态为彼此交叉错落，大大降低了原有的优势。所以，目前的甲醛半导体气体传感器响应灵敏度偏低，且选择性差，长时间使用还存在零点漂移情况。

另外，粉体敏感材料与衬底结合的牢固程度也是导致传感器性能稳定的一个重要因素。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种甲醛气体传感器敏感材料的合成方法，能够提供更多的活性位点，大大提高传感器的响应值，保障了敏感材料的相应的长期稳定性，并可以很大程度上提高敏感材料的结合力。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种甲醛气体传感器敏感材料的合成方法，包括如下步骤：

步骤1：在印有叉齿电极的陶瓷片上印刷金属锡层，并对印刷好的金属锡层进行退火处理，得到氧化锡薄层；

步骤2：对陶瓷片进行超声，并用去离子水和乙醇进行多次清洗后、烘干，使得氧化锡薄层的表面微观结构为凹凸不平的氧化锡颗粒，可作为氧化锡纳米线生长的种子层；

步骤3：将陶瓷片置于反应釜中进行水热反应1-36h，生长出锡氧化物前驱体，该锡氧化物前驱体的形貌为阵列排布纳米线的形貌；

步骤4：将生长出的锡氧化物前驱体(陶瓷片)浸入新鲜的第一溶液中，一段时间后用大量蒸馏水冲洗，再置于空气中自然干燥，得到纳米线阵列；其中，所述第一溶液包括过氧化氢H₂O₂(30wt％)和一水合氨NH₃·H₂O(25wt％)，H₂O₂和NH₃·H₂O的体积比为1-10：10-1；