一种SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与乙醇传感器的制备方法及产品

文档序号:680307 发布日期:2021-04-30 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与乙醇传感器的制备方法及产品 (SnO (stannic oxide)2Preparation method of doped NiO nano-particle and ethanol sensor and product ) 是由 赵海波 徐祖伟 高富昌 陈志成 于 2020-12-22 设计创作,主要内容包括:本发明属于气体传感器相关技术领域,并公开了一种SnO-2掺杂的NiO纳米颗粒与乙醇传感器的制备方法及产品。该方法包括下列步骤:S1将燃料和助溶剂混合,然后在混合溶液中添加含锡的化合物和含镍的化合物,以此获得前驱体溶液;S2对所述前驱体溶液进行超声处理,使得混合均匀;S3采用对S2中混合均匀的前驱体溶液进行火焰喷雾热解,以此形成粒径为5nm~50nm的SnO-2掺杂的NiO纳米颗粒。本发明还公开了利用SnO-2掺杂的NiO纳米颗粒原位制备和非原位制备乙醇传感器的方法及产品。通过本发明,实现改善了气敏材料的气敏特性,促进该纳米材料在气乙醇气体检测领域的实用化。(The invention belongs to the related technical field of gas sensors and discloses SnO 2 A preparation method of a doped NiO nano-particle and ethanol sensor and a product. The method comprises the following steps: s1, mixing the fuel and the cosolvent, and then adding a tin-containing compound and a nickel-containing compound into the mixed solution to obtain a precursor solution; s2, carrying out ultrasonic treatment on the precursor solution to uniformly mix; s3 adopts the method that the precursor solution evenly mixed in S2 is subjected to flame spray pyrolysis to form SnO with the particle size of 5-50 nm 2 Doped NiO nanoparticles. The invention also discloses the use of SnO 2 A method for preparing an ethanol sensor in situ and ex situ by using doped NiO nano particles and a product. According to the invention, the gas-sensitive characteristic of the gas-sensitive material is improved, and the practicability of the nano material in the field of gas-ethanol gas detection is promoted.)

一种SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与乙醇传感器的制备方法及产品

技术领域

本发明属于气体传感器相关技术领域,更具体地,涉及一种SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与乙醇传感器的制备方法及产品。

背景技术

气体传感器是检测气体种类和浓度的器件,在社会快速发展的今天,在各行各业都发挥了非常重要的作用,比如,在工业领域用于各种有毒有害气体的监测、汽车尾气、家居装修中醛类、苯类等可挥发性有机物的检测、交通酒后驾驶酒精检测等等。

电阻型半导体气体传感器在目前应用广泛,其通过测量传感器的实时电阻,来得到相应的气体浓度,是气敏传感器研究以及商用领域的热点。作为气体传感器中重要的部分,气敏材料的改进一直是备受关注的课题。由于单种材料会在某些方面存在缺点,通常不能达到高性能传感器的要求。因此,例如异质金属氧化物复合等方法对气敏材料进行性能改进,是当今最为广泛的技术手段。复合材料形成的异质结构不仅可以调控载流子浓度,而且具有调节导电通道的功能,还可以通过影响敏感材料的转换能力,进而提升气敏材料的气敏特性。气敏材料的合成方法也会对其物理化学性质产生重要影响,在众多的合成方法中,火焰合成方法具有一步合成、快速、结构可控的优点,能够合成高分散度、高热稳定性的材料,这对于气体传感器的性能提升有着很重要的意义。此外,火焰喷雾热解能够满足长时间连续制备纳米颗粒的要求。结合火焰合成方法,制备具有优秀气敏特性的气敏材料和对应的传感器,对多种场合、不同浓度下的气体进行检测,是值得深入讨论的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与乙醇传感器的制备方法及产品,通过将SnO2和NiO进行复合形成SnO2掺杂的NiO纳米颗粒,找到了SnO2的最佳掺杂量,改善了气敏材料的气敏特性,并通过利用该纳米材料制备乙醇传感器,促进该纳米材料在气乙醇气体检测领域的实用化。

为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种SnO2掺杂的NiO纳米颗粒的制备方法,该方法包括下列步骤:

S1将燃料和助溶剂按照(3-10):1的体积比混合,然后在混合溶液中添加含锡的化合物和含镍的化合物,以此获得前驱体溶液;

S2对所述前驱体溶液进行超声处理,使得混合均匀;

S3采用对S2中混合均匀的前驱体溶液进行火焰喷雾热解,以此形成粒径为5nm~50nm的SnO2掺杂的NiO纳米颗粒。

进一步优选地,所述含锡的化合物为2-乙基己酸亚锡,所述含镍的化合物为乙酰丙酮镍、醋酸镍或2-乙基己酸镍。

进一步优选地,所述SnO2掺杂的NiO纳米颗粒中Sn/Ni原子比为:1~10at。%。

按照本发明的又一个方面,提供了一种上述所述的制备方法制备获得的SnO2掺杂的NiO纳米颗粒。

按照本发明的另一个方面,提供了一种上述所述的制备方法获得的SnO2掺杂的NiO纳米颗粒原位制备乙醇气体传感器的方法,该方法包括下列步骤:

在正面设置有相互交叉的金属电极,背面设置有加热电极的基板的正面上进行原位沉积,以此在所述基板的正面上沉积一层厚度为50nm~500nm的SnO2掺杂的NiO纳米颗粒,获得乙醇气体传感器。

进一步优选地,在进行所述原位沉积时,所述基板的正面距离火焰的距离为40cm~80cm。

按照本发明的又一个方面,提供了一种上述所述的制备方法获得的SnO2掺杂的NiO纳米颗粒非原位制备乙醇气体传感器的方法,该方法包括下列步骤:

1)将SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与粘附剂混合,研磨形成均匀的糊剂;纳米颗粒与粘附剂的质量比为(1~5):10。

2)将所述糊剂均匀的涂覆在基板上,该基板的正面设置有相互交叉的金属电极,背面设置有加热电极;

3)将涂覆好糊剂的基板加热,直至粘附剂完全去除;

4)基板冷却后即获得所需的乙醇气体传感器。

进一步优选地,在步骤1)中,所述粘附剂为松油醇,其与所述SnO2掺杂的NiO纳米颗粒中Sn/Ni原子比为:1~10at.%进一步优选地,在步骤3)中,所述加热先是低温加热,温度为120℃~200℃,时间为1h~5h,然后再高温加热,温度为大于400℃,时间为10h~20h。

按照本发明的又一个方面,提供了一种上述所述的制备方法获得的乙醇传感器,该乙醇传感器具有最佳的气敏性能时的SnO2负载量为5at.%,最佳工作温度为225℃~275℃。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具备下列有益效果:

1.本发明中通过将SnO2和NiO进行复合形成SnO2掺杂的NiO纳米颗粒,找到了SnO2的最佳掺杂量,改善了气敏材料的气敏特性,并通过利用该纳米材料制备乙醇传感器,促进该纳米材料在气乙醇气体检测领域的实用化;

2.本发明中通过采用火焰喷雾热解方法合成的SnO2-NiO纳米颗粒,该方法能形成稳定高分散的异质氧化物,使得获得SnO2-NiO纳米颗粒粒径均匀,最终制备的乙醇传感器的响应度高;

3.本发明中采用原位制备方法和非原位制备方法制备乙醇传感器,两种制备方法过程均严格控制添加的SnO2掺杂的NiO纳米颗粒的量,保证最终获得的乙醇传感器中的SnO2负载量,同时根据调节SnO2负载量获得了本发明中制备的乙醇传感器的最佳气敏性能时的SnO2负载量和最佳工作温度,方便后期使用。

附图说明

图1是按照本发明的优选实施例所构建的乙醇传感器制备方法的流程图;

图2是按照本发明的优选实施例1所构建的5at%SnO2-NiO气敏材料的TEM图;

图3是按照本发明的优选实施例1所构建的S-Ni-5Sn传感器对于200ppm的乙醇的响应与温度的关系;

图4是按照本发明的优选实施例1所构建的S-Ni-5Sn在250℃时对于不同浓度的乙醇气体的响应和恢复曲线以及响应度,其中,(a)是对于不同浓度的乙醇气体的响应和恢复曲线图,(b)是响应度图;

图5是按照本发明的优选实施例1所构建的S-Ni-5Sn的选择性和循环性能,其中,(a)是S-Ni-5Sn的对不同气体的选择性图,(b)是循环性能图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种SnO2掺杂的NiO纳米颗粒的制备方法,并且是由以下步骤制备得到的:

将液体燃料和乙酸用(3~10):1的体积比混合,乙酸作为助溶剂,然后加入一定量的锡的有机化合物和镍的有机化合物,溶解在溶剂中,锡的有机化合物为2-乙基己酸亚锡,镍的有机化合物为醋酸镍、乙酰丙酮镍、2-乙基己酸镍,调节锡的有机化合物的添加量,以获得不同SnO2含量的材料。

将混合的前驱体溶液超声处理10~30分钟,使得前驱体溶液变得澄清,各组分混合均匀。

将前驱体溶液雾化,得到液体喷雾。

引燃喷雾,二甲苯燃烧形成高温火焰。前驱体中开始分解,经历成核、聚集和烧结过程,形成SnO2-NiO纳米颗粒。

在过滤系统上收集制备的SnO2-NiO纳米颗粒。

在纳米气敏材料中,Sn将会以取代掺杂和高分散SnO2细小微晶的形式存在于NiO晶格中和纳米颗粒表面。

在纳米气敏材料中,纳米颗粒的粒径为5nm~50nm。

利用SnO2掺杂的NiO纳米颗粒作为气敏材料制备乙醇传感器的方法包括原位制备方法和非原位制备方法,分别如下:

一种以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇传感器的原位制备方法,其步骤如下:

1)将正面为相互交叉的金属电极、背面为加热电极的具有良好的热传导性,强度及绝缘性的基板,优选为氧化铝基板,正面朝下放置在所使用的的火焰喷雾热解装置上方40cm~80cm处,进行原位沉积。

2)调节基板与燃烧器的距离,以调节形成的纳米颗粒的粒径大小为5~50nm。

3)控制基板的放入时间控制纳米气敏材料的厚度50nm~500nm。

4)取出基板,在室温下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

一种以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇传感器的非原位制备方法,其步骤如下:

1)将SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与粘附剂,优选为松油醇均匀混合,然后研磨20-50分钟以制备均匀的糊剂。纳米颗粒与松油醇的质量比为(1~5):10。

2)将上述糊剂均匀的涂覆在具有良好的热传导性,强度及绝缘性的基板上,优选为氧化铝基板,该基板的正面带有印刷好的相互交叉金属电极,同时基板背面带有加热电极,金属电极在传感器测量时作为测量电极通过导线与皮安表相连,加热电极在传感器测量时通过导线与稳定电压源连接,通过调节加热电压的大小来设定传感器的工作温度。

3)将涂覆好的基板在加热炉中加热到120~200℃,加热1~5小时,之后在大于400℃下加热10~20小时,以除去松油醇并完成传感器的老化。

4)让基板在室温条件下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

气体传感器具有最佳的气敏性能时的SnO2负载量为5at.%,最佳工作温度为225~275℃。

下面将结合具体的实施例进一步说明本发明。

实施例1

将液体燃料二甲苯和乙酸用4:1的体积比混合,乙酸作为助溶剂,然后加入2-乙基己酸亚锡和乙酰丙酮镍,溶解在溶剂中,2-乙基己酸亚锡的添加量为0.405g,乙酰丙酮镍的质量为12.85g,同时控制乙酰丙酮镍在前驱体溶液中的浓度控制为0.5mol/L,以便后续得到粒径为5nm~50nm SnO2含量为5at.%的纳米颗粒。

将混合的前驱体溶液超声处理10~30分钟。

将前驱体溶液雾化,得到液体喷雾。

引燃喷雾,二甲苯燃烧形成高温火焰。前驱体中开始分解,经历成核、聚集和烧结过程,形成SnO2-NiO纳米颗粒。在过滤系统上收集制备的SnO2-NiO纳米颗粒。

原位乙醇气体传感器制备方法,其步骤如下:

将正面为相互交叉的金属铂电极、背面为加热电极的氧化铝基板,正面朝下放置在所使用的的火焰喷雾热解装置上方50cm处,进行原位沉积。控制基板的放入时间控制纳米气敏材料的厚度50nm。取出基板,在室温下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

非原位制备乙醇气体传感器方法,其步骤如下:

1)将SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与松油醇,按照质量比1:10均匀混合均匀混合,然后研磨20-50分钟以制备均匀的糊剂。

2)将上述糊剂均匀的涂覆在基板上,优选为氧化铝基板,该基板的正面带有印刷好的相互交叉金属电极,同时基板背面带有加热电极,金属电极在传感器测量时作为测量电极通过导线与皮安表相连,加热电极在传感器测量时通过导线与稳定电压源连接,通过调节加热电压的大小来设定传感器的工作温度。

3)将涂覆好的基板在加热炉中加热到120℃,加热1小时,之后在400℃下加热10小时,以除去松油醇并完成传感器的老化。

4)让基板在室温条件下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

图2是按照本发明的优选实施例1所构建的5at%SnO2-NiO气敏材料的TEM图,纳米颗粒的粒径基本处于8-20nm之间。

图3是按照本发明的优选实施例1所构建的S-Ni-5Sn传感器对于200ppm的乙醇的响应与温度的关系,传感器最佳工作温度均在250℃,此时对于乙醇气体具有很高的响应度。

图4是按照本发明的优选实施例1所构建的S-Ni-5Sn在250℃时对于不同浓度的乙醇气体的响应和恢复曲线以及响应度,其中,(a)是对于不同浓度的乙醇气体的响应和恢复曲线图,当传感器S-Ni-5Sn暴露在不同的乙醇气体浓度下,传感器的电阻明显上升。并且都在几秒内达到新的稳定值,而后,当传感器重新暴露在空气中,其电阻都能在几分钟内恢复到原始值。这表明传感器S-Ni-5Sn对于乙醇气体具有极短的响应时间和较短的恢复时间特性。(b)是响应度图,传感器对于10ppm的乙醇气体表现出来明显的响应,具有较低的检测下限。此外,在不同的乙醇气体浓度下,其响应表现出来良好的线性度。

图5是按照本发明的优选实施例1所构建的S-Ni-5Sn的选择性和循环性能,其中,(a)是S-Ni-5Sn的对不同气体的选择性图,相对于甲醛、甲苯等气体,传感器S-5Sn对于乙醇的响应要高的多(b)是循环性能图,S-Ni-5Sn传感器在工作温度为250℃的工况下,对于200ppm乙醇气体的响应显示了很好的循环性能。

实施例2

将液体燃料二甲苯和乙酸用10:1的体积比混合,乙酸作为助溶剂,然后加入2-乙基己酸亚锡和乙酰丙酮镍,溶解在溶剂中,2-乙基己酸亚锡的添加量为0.162g,乙酰丙酮镍的质量为12.85g,同时控制乙酰丙酮镍在前驱体溶液中的浓度控制为0.5mol/L,以便后续得到5nm~50nm SnO2含量为2at.%的纳米颗粒。

将混合的前驱体溶液超声处理10~30分钟。

将前驱体溶液雾化,得到液体喷雾。

引燃喷雾,二甲苯燃烧形成高温火焰。前驱体中开始分解,经历成核、聚集和烧结过程,形成SnO2-NiO纳米颗粒。在过滤系统上收集制备的SnO2-NiO纳米颗粒。

原位乙醇气体传感器制备方法,其步骤如下:

将正面为相互交叉的金属铂电极、背面为加热电极的氧化铝基板,正面朝下放置在所使用的的火焰喷雾热解装置上方60cm处,进行原位沉积。控制基板的放入时间控制纳米气敏材料的厚度80nm。取出基板,在室温下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

非原位制备乙醇气体传感器方法,其步骤如下:

1)将SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与松油醇,按照质量比2:10均匀混合,然后研磨20-50分钟以制备均匀的糊剂。

2)将上述糊剂均匀的涂覆在基板上,优选为氧化铝基板,该基板的正面带有印刷好的相互交叉金属电极,同时基板背面带有加热电极,金属电极在传感器测量时作为测量电极通过导线与皮安表相连,加热电极在传感器测量时通过导线与稳定电压源连接,通过调节加热电压的大小来设定传感器的工作温度。

3)将涂覆好的基板在加热炉中加热到130℃,加热2小时,之后在430℃下加热12小时,以除去松油醇并完成传感器的老化。

4)让基板在室温条件下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

实施例3

将液体燃料二甲苯和乙酸用6:1的体积比混合,乙酸作为助溶剂,然后加入2-乙基己酸亚锡和醋酸镍,溶解在溶剂中,2-乙基己酸亚锡的添加量为0.0.081g,醋酸镍的质量为8.84g,同时控制乙酰丙酮镍在前驱体溶液中的浓度控制为0.5mol/L,以便后续得到5nm~50nm SnO2含量为1at.%的纳米颗粒。

将混合的前驱体溶液超声处理10~30分钟。

将前驱体溶液雾化,得到液体喷雾。

引燃喷雾,二甲苯燃烧形成高温火焰。前驱体中开始分解,经历成核、聚集和烧结过程,形成SnO2-NiO纳米颗粒。在过滤系统上收集制备的SnO2-NiO纳米颗粒。

原位乙醇气体传感器制备方法,其步骤如下:

将正面为相互交叉的金属铂电极、背面为加热电极的氧化铝基板,正面朝下放置在所使用的的火焰喷雾热解装置上方60cm处,进行原位沉积。控制基板的放入时间控制纳米气敏材料的厚度100nm。取出基板,在室温下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

非原位制备乙醇气体传感器方法,其步骤如下:

1)将SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与松油醇,按照质量比3:10均匀混合均匀混合,然后研磨20-50分钟以制备均匀的糊剂。

2)将上述糊剂均匀的涂覆在基板上,优选为氧化铝基板,该基板的正面带有印刷好的相互交叉金属电极,同时基板背面带有加热电极,金属电极在传感器测量时作为测量电极通过导线与皮安表相连,加热电极在传感器测量时通过导线与稳定电压源连接,通过调节加热电压的大小来设定传感器的工作温度。

3)将涂覆好的基板在加热炉中加热到150℃,加热3小时,之后在450℃下加热11小时,以除去松油醇并完成传感器的老化。

4)让基板在室温条件下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

实施例4

将液体燃料二甲苯和乙酸用3:1的体积比混合,乙酸作为助溶剂,然后加入2-乙基己酸亚锡和醋酸镍,溶解在溶剂中,2-乙基己酸亚锡的添加量为0.81g,醋酸镍的质量为8.84g,同时控制乙酰丙酮镍在前驱体溶液中的浓度控制为0.5mol/L,以便后续得到5nm~50nm SnO2含量为10at.%的纳米颗粒。

将混合的前驱体溶液超声处理10~30分钟。

将前驱体溶液雾化,得到液体喷雾。

引燃喷雾,二甲苯燃烧形成高温火焰。前驱体中开始分解,经历成核、聚集和烧结过程,形成SnO2-NiO纳米颗粒。在过滤系统上收集制备的SnO2-NiO纳米颗粒。

原位乙醇气体传感器制备方法,其步骤如下:

将正面为相互交叉的金属铂电极、背面为加热电极的氧化铝基板,正面朝下放置在所使用的的火焰喷雾热解装置上方70cm处,进行原位沉积。控制基板的放入时间控制纳米气敏材料的厚度90nm。取出基板,在室温下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

非原位制备乙醇气体传感器方法,其步骤如下:

1)将SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与松油醇,按照质量比4:10均匀混合均匀混合,然后研磨20-50分钟以制备均匀的糊剂。

2)将上述糊剂均匀的涂覆在基板上,优选为氧化铝基板,该基板的正面带有印刷好的相互交叉金属电极,同时基板背面带有加热电极,金属电极在传感器测量时作为测量电极通过导线与皮安表相连,加热电极在传感器测量时通过导线与稳定电压源连接,通过调节加热电压的大小来设定传感器的工作温度。

3)将涂覆好的基板在加热炉中加热到140℃,加热1小时,之后在450℃下加热13小时,以除去松油醇并完成传感器的老化。

4)让基板在室温条件下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

实施例5

将液体燃料二甲苯和乙酸用4:1的体积比混合,乙酸作为助溶剂,然后加入2-乙基己酸亚锡和2-乙基己酸镍,溶解在溶剂中,2-乙基己酸亚锡的添加量为0.162g,2-乙基己酸镍的质量为17.26g,同时控制乙酰丙酮镍在前驱体溶液中的浓度控制为0.5mol/L,以便后续得到5nm~50nm SnO2含量为2at.%的纳米颗粒。

将混合的前驱体溶液超声处理10~30分钟。

将前驱体溶液雾化,得到液体喷雾。

引燃喷雾,二甲苯燃烧形成高温火焰。前驱体中开始分解,经历成核、聚集和烧结过程,形成SnO2-NiO纳米颗粒。在过滤系统上收集制备的SnO2-NiO纳米颗粒。

原位乙醇气体传感器制备方法,其步骤如下:

将正面为相互交叉的金属铂电极、背面为加热电极的氧化铝基板,正面朝下放置在所使用的的火焰喷雾热解装置上方80cm处,进行原位沉积。控制基板的放入时间控制纳米气敏材料的厚度110nm。取出基板,在室温下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

非原位制备乙醇气体传感器方法,其步骤如下:

1)将SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与松油醇,按照质量比5:10均匀混合均匀混合,然后研磨20-50分钟以制备均匀的糊剂。

2)将上述糊剂均匀的涂覆在基板上,优选为氧化铝基板,该基板的正面带有印刷好的相互交叉金属电极,同时基板背面带有加热电极,金属电极在传感器测量时作为测量电极通过导线与皮安表相连,加热电极在传感器测量时通过导线与稳定电压源连接,通过调节加热电压的大小来设定传感器的工作温度。

3)将涂覆好的基板在加热炉中加热到160℃,加热2小时,之后在400℃下加热11小时,以除去松油醇并完成传感器的老化。

4)让基板在室温条件下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

实施例6

将液体燃料二甲苯和乙酸用5:1的体积比混合,乙酸作为助溶剂,然后加入2-乙基己酸亚锡和2-乙基己酸镍,溶解在溶剂中,2-乙基己酸亚锡的添加量为0.405g,2-乙基己酸镍的质量为17.26g,同时控制乙酰丙酮镍在前驱体溶液中的浓度控制为0.5mol/L,以便后续得到5nm~50nm SnO2含量为5at.%的纳米颗粒。

将混合的前驱体溶液超声处理10~30分钟。

将前驱体溶液雾化,得到液体喷雾。

引燃喷雾,二甲苯燃烧形成高温火焰。前驱体中开始分解,经历成核、聚集和烧结过程,形成SnO2-NiO纳米颗粒。在过滤系统上收集制备的SnO2-NiO纳米颗粒。

原位乙醇气体传感器制备方法,其步骤如下:

将正面为相互交叉的金属铂电极、背面为加热电极的氧化铝基板,正面朝下放置在所使用的的火焰喷雾热解装置上方40cm处,进行原位沉积。控制基板的放入时间控制纳米气敏材料的厚度500nm。取出基板,在室温下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

非原位制备乙醇气体传感器方法,其步骤如下:

1)将SnO2掺杂的NiO纳米颗粒与松油醇,按照质量比5:10均匀混合均匀混合,然后研磨20-50分钟以制备均匀的糊剂。

2)将上述糊剂均匀的涂覆在基板上,优选为氧化铝基板,该基板的正面带有印刷好的相互交叉金属电极,同时基板背面带有加热电极,金属电极在传感器测量时作为测量电极通过导线与皮安表相连,加热电极在传感器测量时通过导线与稳定电压源连接,通过调节加热电压的大小来设定传感器的工作温度。

3)将涂覆好的基板在加热炉中加热到200℃,加热5小时,之后在400℃下加热20小时,以除去松油醇并完成传感器的老化。

4)让基板在室温条件下自然冷却,得到以SnO2掺杂的NiO纳米颗粒为气敏材料的乙醇气体传感器。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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