[实用新型]一种碱式锑酸钙材料制备的挥发性有机物气敏传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种碱式锑酸钙材料制备的挥发性有机物气敏传感器。具体涉及用碱式锑酸钙作为气敏元件修饰材料，制备一种用于检测空气中挥发性有机物的高灵敏气敏传感器，属于环境保护与监测和气敏传感技术领域。

背景技术

挥发性有机化合物是指含碳的任何挥发性化合物，可见于很多产品之中，如溶剂漆料、印墨、许多消费品、有机溶剂和石油产品。除了车辆，使用这些含挥发性有机化合物的产品亦会释放出挥发性有机化合物，最终造成空气污染和烟雾问题。

按照世界卫生组织的定义，挥发性有机化合物是沸点在50℃-250℃，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按其化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。

挥发性有机物在化工生产中非常常见，而且被广泛使用，由于其自身容易挥发的特点以及设备老化和使用不当，容易使其造成挥发和泄漏。这些挥发的溶剂不仅造成资源的浪费，而且在某种程度上容易对人类自身的生命和财产安全造成危害。

例如，已经被世界卫生组织确定为一类致癌物的甲醛，对人类危害极大；乙醇、汽油等可燃性气体挥发，遇到明火就出现爆炸等安全隐患。

随着人们环保意思的增强和对空气质量要求的提高，急需可以有效、定量、准确的监控和检测挥发性有机物的高性能的气敏传感器。

目前对挥发性有机气体的检测手段主要有光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法、示波极谱法和传感器法等。

由于气敏传感器体积小，携带方便，而且快速、准确，所以成为检测挥发性有机物的主要手段之一，人们力求选择高催化活性的纳米功能材料作为气敏传感材料，以此提高传感器的检测灵敏度。

碱式锑酸钙作为一种气敏传感材料应用到气敏传感器领域，具有其自身的优点。碱式锑酸钙纳米材料在接触到某种气体或有机溶剂时会引起其自身电阻的变化，通过电阻的显著变化来体现对检测气体的灵敏度的变化，从而实现对不同气体的检测。

实用新型内容

本实用新型提供一种碱式锑酸钙材料制备的挥发性有机物气敏传感器，目的是通过选择催化活性高的纳米材料改善传感器的气敏特性，实现对不同气体的快速、灵敏、准确的检测。

本实用新型的技术方案如下：

所述的一种碱式锑酸钙材料制备的挥发性有机物气敏传感器，它包括铂丝引线、交叉电极、绝缘陶瓷管、加热电阻丝和碱式锑酸钙气敏材料涂层。

所述电极纵向交叉分布于绝缘陶瓷管的表面，且含有一根铂丝引线，直接将铂丝引线连接于检测系统中。

所述绝缘陶瓷管的表面，采用碱式锑酸钙作为气敏传感材料，利用乙醇为溶剂研磨至糊状，均匀涂覆，室内干燥即可。

所述加热电阻丝从绝缘陶瓷管的内部穿过，两端有铂丝引线与加热系统相连。

所述绝缘陶瓷管表面镶嵌交叉电极，交叉电极上有铂丝引线引出。

应用本实用新型制备的气敏传感器，对甲醛、丙酮、乙醇、甲醇、正丁醇、甲苯和二甲苯不同气体试样进行检测。

本实用新型的气敏传感器具有以下的技术效果：

（1）    该传感器通过在绝缘陶瓷管表面制备的交叉电极，提高了电子转移的速率；通过加热丝来提供电子跃迁的能量，有效地提高了该传感器的传感效率；扩大了气敏材料感应的有效面积，提高了检测气体的灵敏度，缩小了传感器的体积。

（2）    该气敏材料合成方法简单，传感器的制作工艺过程简单，易于操作。

（3）    本实用新型制作的气敏传感器用于不同挥发性有机化合物的检测，具有较高的灵敏度和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型气敏传感器的结构的剖面图。

图2是本实用新型气敏传感器的结构的正面图。

图3是本实用新型气敏传感器的结构的侧面图。

图4是本实用新型对甲醛的响应-恢复曲线图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一种碱式锑酸钙材料制备的气敏传感器的结构的剖面图。气敏传感器包括铂丝引线1、交叉电极2、绝缘陶瓷管3、加热电阻丝4和碱式锑酸钙气敏材料涂层5。

所述加热电阻丝4为镍铬合金，从绝缘陶瓷管3的内部穿过，两端有铂丝引线1与加热系统相连。

本实用新型所述的一种碱式锑酸钙材料制备的挥发性有机物气敏传感器的制备方法，包括以下步骤。

（1）电极的制备和预处理