[发明专利]基于α-Fe2O3/SnO2复合纳米纤维的丙酮气体传感器及其制备方法

摘要

一种基于α-Fe₂O₃/SnO₂复合纳米纤维气体敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法，属于气体传感器技术领域。其为旁热式结构，由镍镉合金加热丝、氧化铝陶瓷管、铂线、金电极和α-Fe₂O₃/SnO₂复合纳米纤维气体敏感材料组成。本发明利用该复合纳米纤维对挥发性有机化合物的催化性，提高材料氧化活性，使传感器灵敏度大幅提高。该材料有利于丙酮气体分子在其表面传输，能够快速吸附与脱附的特性，使传感器响应、恢复速度加快。利用Fe与Sn摩尔比为1:1复合的α-Fe₂O₃/SnO₂纳米纤维制作的丙酮传感器相比于未与α-Fe₂O₃复合的SnO₂纳米纤维制作的丙酮传感器灵敏度大幅提高，前者灵敏度约为后者的3.6倍。

主权项

一种基于α‑Fe₂O₃/SnO₂复合纳米纤维气体敏感材料的丙酮气体传感器，其为旁热式结构，由外表面带有金电极和铂丝导线的管状陶瓷衬底、涂覆在绝缘陶瓷管外表面和金电极上的半导体金属氧化物气体敏感材料和置于绝缘陶瓷管内的镍铬合金加热丝组成，其特征在于：半导体金属氧化物气体敏感材料为由如下步骤制备的α‑Fe₂O₃/SnO₂复合纳米纤维，(1)称取0.4g SnCl₄·5H₂O粉末，1～5g聚丙烯腈粉末，加入10～15mL二甲基甲酰胺有机溶剂，在70～90℃水浴条件下搅拌1～3h得到均匀混合溶液；(2)称取0.15～0.3g FeCl₃·6H₂O，1～5g聚乙烯吡咯烷酮，加入10～15mL二甲基甲酰胺有机溶剂，在室温下搅拌1～3h得到均匀混合溶液；(3)将上述两种溶液混合，在70～90℃条件下搅拌1～3h，形成前驱液；将前驱液进行电纺丝，从而得到电纺丝产物；(4)将所得静电纺丝产物在500～600℃下煅烧2～4h，得到α‑Fe₂O₃/SnO₂复合纳米纤维。