[发明专利]一种高响应高热稳定性二氧化锡传感器及制备方法

说明书

本发明涉及气敏传感器的敏感材料制备技术领域，具体涉及一种高响应高热稳定性二氧化锡传感器及制备方法，其中，方法包括步骤：称量0.35g SnCl₄·5H₂O将其溶解于溶液A中；采用PH＝13的NaOH溶液调节溶液A的PH＝4为止，得到溶液B；将溶液B倒入反应釜中进行水热反应以得到溶液C；将溶液C洗涤至中性，得到溶液D；将溶液D放入离心管中进行离心处理，离心处理后将溶液D取出并放入80℃干燥箱中进行干燥并得到白色沉淀；对白色沉淀进行研磨，得到SnO₂粉末；将得到的SnO₂粉末放置在管式炉中进行热处理，热处理的温度为600℃、时间为5h，得到SnO₂薄膜材料。本发明解决了采用水热法所得的SnO₂粉体在高温工作环境中稳定性低、容易发生灵敏度突变的技术问题。

技术领域

本发明涉及气敏传感器的敏感材料制备技术领域，具体涉及一种高响应高热稳定性二氧化锡传感器及制备方法。

背景技术

对于SnO₂的制备来说，由于水热反应是在相对高的温度和压力下进行，可以实现常规条件下不能进行的反应，且反应速度较快，改变水热反应的pH值、原料配比等条件就可以得到不同形貌和结构的SnO₂粉体。此外，水热法可以直接获得结晶良好的SnO₂粉体，水热合成SnO₂的纯度高、晶粒发育好。故而，采用水热法制备SnO₂材料得到了很多的关注与报道。

比如说，中国专利CN104310306A公开了一种介孔SnO₂纳米材料的制备方法，包括步骤：将3.1g的CTAB溶于40mL水中得到表面活性剂溶液；将0.11g的十二胺加入到表面活性剂溶液；将配制的氨水溶液加入到混合液中，得到模板剂溶液；将10.5g的SnCl₄·5H₂O溶于80mL水中并加入到模板剂溶液中，得到白色类泥浆状溶液；将白色类泥浆状溶液在160℃下高压反应12h，处理后置于空气中进行焙烧，保温1h制得介孔SnO₂纳米材料。

在上述技术方案中，能够避免因高温煅烧或者球磨等后处理引起的杂质和结构缺陷，从而无须经过高温焙烧晶化。但是，采用水热法得到的SnO₂容易发生严重团聚，所得SnO₂粉体的性能受粒度影响明显，难以对生成的粒度进行控制；而且，在高温工作环境中稳定性低，容易发生灵敏度的突变。

发明内容

本发明提供一种高响应高热稳定性二氧化锡传感器及制备方法，解决了采用水热法所得的SnO₂粉体在高温工作环境中稳定性低、容易发生灵敏度突变的技术问题。

鉴于此，本发明的目的之一，在于提供一种高响应高热稳定性二氧化锡传感器；本发明的目的之二，在于提供一种高响应高热稳定性二氧化锡传感器制备方法，以制备高响应高热稳定性二氧化锡传感器。

本发明提供的基础方案为：一种高响应高热稳定性二氧化锡传感器，包括：基底、叉指型金属电极层、传感导电体，叉指型金属电极层位于基底的上表面，传感导电体位于叉指型金属电极层的上表面，传感导电体为SnO₂薄膜材料，传感导电体用于检测高温环境中的气体含量。

本发明的工作原理及优点在于：由于SnO₂薄膜材料具有N型导电性，当SnO₂薄膜材料暴露在高温环境中时，会由于氧气的吸附而减少SnO₂薄膜材料内部的电子数量，使得SnO₂薄膜的电阻增大。当SnO₂薄膜材料处于还原性气体中，还原性气体就会与吸附的氧气进行化学反应，从而使得SnO₂内的电子数增加，导致SnO₂的电阻减小。也就是说，SnO₂的电阻大小能够反映还原性气体浓度的大小，以实现对高温环境中的还原性气体进行检测。