[发明专利]一种高灵敏度甲醛气敏元件及其制备方法

摘要

本发明提供了一种对甲醛气体具有高灵敏度和选择性的气敏元件及其制备方法，属于气体传感器技术领域。所述气敏元件以室温固相球磨法合成的镧掺杂纳米二氧化锡颗粒为气敏材料，并经过涂覆和焊接制备而成，对甲醛气体表现出良好的灵敏度和响应恢复特性。在甲醛气体浓度为50ppm时，镧掺杂纳米二氧化锡气敏元件灵敏度达到31.5，响应和恢复时间分别为5秒和26秒，同时还具有操作温度低、选择性好、浓度监测范围大等优点，符合甲醛气敏传感器件的要求。

主权项

1.一种高灵敏度甲醛气敏元件的制备方法，制备过程依次如下：（1）按一定摩尔比称取反应物锡无机盐、镧无机盐与配体，其中镧无机盐的称取量根据掺杂摩尔百分比1 mol.%~4 mol.%确定；（2）将步骤（1）称取的原料加入玛瑙球磨罐中进行球磨，转速300~400 r/min，球磨时间为4~6h，球磨时加入助磨剂，助磨剂的加入量以被球磨体系保持分散为限，球磨过程中用氨水调节反应体系pH值至6.5，使反应物与其配体充分反应得到前驱体；（3）步骤（2）得到的前驱体用去离子水和无水乙醇分别洗涤、抽滤数次，除去杂质离子，然后在恒温干燥箱中30~80℃下充分干燥后，置于箱式电阻炉中热分解，分解温度控制在600~900℃，时间为2~3小时，得到掺镧纳米二氧化锡粉体；（4）取上述掺镧纳米二氧化锡粉体与无水乙醇混合成稀糊状，并置于超声分散仪中，间断超声分散，以减少掺镧纳米二氧化锡颗粒团聚；（5）将均匀的稀糊状掺镧纳米二氧化锡粉体滴加到两端装有电极引线的Al2O3陶瓷管上，一边旋转陶瓷管一边用吹风机吹干，使气敏材料均匀地涂覆在陶瓷管表面；经退火处理，退火温度控制在300‑500℃，再经加热丝组装，电极焊接、老化，得到掺镧纳米二氧化锡甲醛气敏元件；上述步骤（1）中，反应物锡无机盐为氯化亚锡或硫酸亚锡，镧无机盐为氯化镧或硝酸镧，配体为草酸、草酸钠或草酸铵；步骤（2）中球磨时所加入的助磨剂为乙醇或丙酮。