[发明专利]一种基于Co‑Sn复合氧化物半导体敏感材料的乙醇传感器

摘要

一种利用一步水热方法制备的Co‑Sn复合氧化物乙醇传感器、制备方法及其在醉酒驾车和大气环境中检测乙醇浓度方面的应用，属于气体传感器技术领域。传感器由市售的外表面自带有2个环形金电极的Al2O3绝缘陶瓷管、涂覆在环形金电极和Al2O3绝缘陶瓷管外表面的Co‑Sn复合氧化物敏感材料、穿过Al2O3绝缘陶瓷管内部的镍镉合金加热线圈组成。该传感器对较低浓度(检测下限1ppm)的乙醇具有较好的线性度，这些特点使Co‑Sn复合氧化物乙醇传感器能够很好的应用于醉酒驾车和大气环境中酒精检测，进一步可以通过检乙醇浓度判断司机驾驶安全与环境安全。

主权项

一种基于Co‑Sn复合氧化物半导体敏感材料的乙醇传感器，由外表面带有2个环形金电极( 5) 的Al2O3绝缘陶瓷管( 1) 、涂覆在环形金电极( 5) 和Al2O3绝缘陶瓷管( 1) 外表面的敏感材料( 2) 、穿过Al2O3绝缘陶瓷管( 1) 内部的镍镉合金加热线圈( 3) 和用于测量的Pt线( 4) 组成，其特征在于：外表面的敏感材料( 2) 为Co‑Sn复合氧化物半导体敏感材料，其由如下步骤制备得到，(1)首先将5.88g Na3C6H5O7·2H2O、0.9g SnCl2·2H2O、0.95gCoCl2·6H2O、5mL乙二胺、0.4M NaOH溶液10mL在搅拌的情况下溶于20mL水，搅拌30分钟形成匀质溶液；(2)将(1)混合溶液放入45mL聚四氟乙烯釜中密封，放入180℃烘箱中12小时，结束后自然降温到室温，将样品收集用乙醇和去离子水离心后放到培养皿中80℃保持几个小时，收集样品，在300℃下煅烧2小时，得到Co‑Sn复合氧化物半导体敏感材料；(3)将Co‑Sn复合氧化物半导体敏感材料与去离子水混合成糊状，然后均匀涂覆在市售的外表面自带有2个环形金电极( 5) 的Al2O3绝缘陶瓷管( 1) 表面，形成10～40微米的敏感材料( 2) ，陶瓷管的长为4～4.5mm，外径为1.2～1.5mm,内径为0.8～1.0mm，并使敏感材料完全覆盖环形金电极( 5) ；(4)在红外灯下烘烤15分钟，待敏感材料干燥后，把Al2O3绝缘陶瓷管( 1) 在300℃下煅烧2小时；然后将电阻值为30～40Ω的镍镉合金加热线圈( 3) 穿过Al2O3绝缘陶瓷管( 1) 内部进行加热，按照通用旁热式气敏元件进行焊接和封装，从而得到本发明所述Co‑Sn复合氧化物乙醇传感器。