[发明专利]基于棒束状In2O3纳米敏感材料的NO2气体传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于棒束状In₂O₃纳米敏感材料的NO₂传感器，其特征在于：是由一个外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的棒束状In₂O₃敏感材料层、置于陶瓷管内的镍铬合金加热丝和器件管座组成；镍铬合金加热丝通以直流电来提供传感器的工作温度，通过测量不同气氛中两条金电极间的直流电阻阻值实现测量NO₂浓度的功能；其中，棒束状In₂O₃纳米敏感材料由如下步骤制备得到，

①将0.5～3mmol四水合氯化铟和1～6mmol尿素依次加入到30～60mL去离子水中搅拌溶解，待形成澄清透明溶液后，将0.03～0.5mmol的维生素C添加到上述混合溶液中，继续保持搅拌15～30min；

②把得到的混合溶液转移到微波反应釜中，并放置于微波水热炉中；将微波加热时间设置为10～60min，目标温度设置为110～180℃；

③待到反应体系冷却至室温后，将反应釜中的产物用去离子水和乙醇交替离心洗涤3～8次，洗掉反应溶液中的残余离子；

④将洗涤后的产物在60～80℃条件下烘干，随后将干燥后的粉末在450～600℃条件下煅烧2～5小时，然后自然降至室温，得到敏感材料。

2.如权利要求1所述的一种基于棒束状In₂O₃纳米敏感材料的NO₂传感器，其特征在于：陶瓷管内径为0.6～0.9mm，外径为1～1.2mm，长为2～6mm；环形金电极的宽度为0.5～0.8mm；敏感材料层的厚度为10～30μm；镍铬合金加热丝的电阻值为40～60Ω。

3.权利要求1所述的一种基于棒束状In₂O₃敏感材料的NO₂气体传感器的制备方法，其步骤如下：

①将棒束状In₂O₃纳米敏感调成糊状浆料，然后将上述浆料均匀地涂覆在Al₂O₃陶瓷管衬底的外表面；陶瓷管外表面的两端各带有一个环形金电极，每个电极上均连接两根Pt丝作引脚；涂覆后的Al₂O₃陶瓷管衬底的外表面及环形金电极完全被敏感材料覆盖，只留出引脚待用；

②将带有敏感材料的陶瓷管衬底放在红外灯下方烘烤20～30min，再将陶瓷管衬底在400～500℃下煅烧2～4小时；

③在室温下，将镍铬合金加热丝从陶瓷管内部穿入；最后将所有外接引脚焊接在器件底座上，经过封装便得到了In₂O₃基NO₂气体传感器。

4.如权利要求3所述的一种基于棒束状In₂O₃敏感材料的NO₂气体传感器的制备方法，其特征在于：步骤①中是将15～40mg In₂O₃粉体放入研钵，然后加入100～500μL去离子水，轻轻研磨将其调成糊状浆料。