[发明专利]一种ppb级NO2气体片式传感器及制备方法

摘要

本发明公开了一种ppb级NO₂气体片式传感器及制备方法，通过硬模板法合成介孔WO₃；以YSZ为固体电解质，介孔WO₃为敏感电极制得NO₂气体片式传感器。本发明制备的NO₂片式传感器具有结构简单、灵敏度高、检测限低（60ppb）、选择性和重复性好等优点。

主权项

1.一种ppb级NO2气体片式传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：硬模板SBA‑15的制备ⅰ）EO20PO70EO20即P123和2mol/L 的HCl、H2O按照质量比2:60:15混合，搅拌30‑60min至P123完全溶解；ⅱ）将ⅰ）中的溶液放入水浴锅中，当温度到达40℃时，按照溶液与正硅酸乙酯（TEOS）质量比20:1滴加正硅酸乙酯,40℃搅拌24‑48h；ⅲ）将ⅱ）中溶液转入反应釜，100℃反应12‑24h，过滤、洗涤，80℃干燥12‑24h；ⅳ）将干燥好的粉末置于马弗炉中，550℃烧6‑10h得到SBA‑15；步骤2：介孔氧化钨的合成ⅰ）硅钨酸与乙醇按质量比为7:20混合，搅拌至硅钨酸溶解；ⅱ）将SBA‑15加至ⅰ）中得到的硅钨酸溶液中，超声10‑30min，将SBA‑15孔道内的气泡排出；所述SBA‑15与硅钨酸质量比为1:5；ⅲ）将ⅱ）中得到的溶液室温下搅拌12‑24h，80℃下干燥12‑24h,然后550℃烧4h,得到固体混合物；ⅳ）HF与H2O按照体积比1:11混合得到3mol/L的HF溶液；将ⅲ）中得到的固体与 3mol/L的HF溶液按照质量比1:30混合，搅拌12‑24h,过滤洗涤自然晾干，得到介孔WO3；步骤3：制备NO2气体片式传感器ⅰ）将介孔WO3与乙基纤维素和松油醇混合，用行星振动球磨机100r/min球磨2‑5h，得到介孔WO3浆料；所述介孔WO3、乙基纤维素与松油醇的质量比10:1:20；ⅱ）将8YSZ流延片切成1×1cm的薄片，正反两面用丝网印刷印上Pt电极，并从两个电极处分别引出Pt丝，马弗炉中1400℃烧2‑4h；所述8YSZ为8％Y2O3掺杂ZrO2；ⅲ）将ⅱ）所得薄片的一面在铂浆上通过丝网印刷上介孔WO3浆料，并在马弗炉中600℃下烧2‑4h得到所述ppb级NO2气体片式传感器。