[发明专利]一种基于复合金属氧化物纳米材料的NO2

权利要求书

1.一种基于复合金属氧化物纳米材料的NO2检测单元，所述NO2检测单元为旁热式结构，包括陶瓷衬底，在陶瓷衬底表面设有敏感材料层，在敏感材料层的两边设有一对金电极，在陶瓷衬底的内部设有加热元件；其特征在于，所述敏感材料为复合金属氧化物，具体为负载钾颗粒的In2O3纳米球和ZnO纳米花的混合物。

2.根据权利要求1所述的NO2检测单元，其特征在于，所述敏感材料中，负载钾颗粒的In2O3纳米球和ZnO纳米花的物质的量比为30:1。

3.根据权利要求2所述的NO2检测单元，其特征在于，所述In2O3纳米球粒径为500nm，其是由一些小的In2O3立方块组装在一起的，其表面负载有钾颗粒，该钾颗粒占负载钾颗粒的In2O3纳米球的重量百分比为8％。

4.根据权利要求2所述的NO2检测单元，其特征在于，所述ZnO纳米花呈针状氧化锌类似花的纳米结构，其针脚长度为1μm。

5.根据权利要求2所述的NO2检测单元，其特征在于，所述NO2检测单元的制备步骤为：

步骤1、制备In2O3纳米球：

首先，配置体积比为1:1、50ml的DMF/去离子水的溶液A，然后将均为1mmol的In(NO3)3·4.5H2O、尿素、SDS加入到上述溶液A中，在室温下搅拌至溶液澄清透明，得到溶液B，然后将溶液B在110℃下加热24h，待溶液B自然冷却后，分别用去离子水、无水乙醇洗涤、离心，65℃空气气氛中烘干3h后转入马弗炉，以3℃/min的速率升温至520℃，退火3h，得到In2O3纳米球；

步骤2、In2O3纳米球负载钾颗粒：

首先，配置100ml、0.05mmol/L的硝酸钾溶液，向其中依次加入1ml的0.03mmol/L的柠檬酸溶液、60mg的In2O3纳米球固体粉末，加入两种物质时，分别在0℃和20℃条件下搅拌30min，然后向溶液中滴加10mmol/L的NaBH4溶液5ml，滴加结束后将混合溶液置于加冰块的超声设备中超声处理3h，之后通过离心机离心并用去离子水清洗，将固体物放入到70℃烘箱中干燥，即得到负载钾颗粒的In2O3纳米球，其中，钾纳米颗粒占负载钾颗粒的In2O3纳米球的重量百分比为8％；

步骤3、制备ZnO纳米花：

采用热蒸发法利用管式炉制备ZnO纳米花；

具体为：将高纯锌粉置于石英舟上，并将石英舟放入管式炉中，首先抽真空至20Pa，然后将管式炉以20℃/min的速率升温到950℃，保温6h后自然降温，得到ZnO纳米花；

步骤4、制备复合金属氧化物：

分别取上述得到的负载钾颗粒的In2O3纳米球、ZnO纳米花适量，将其置于乙醇溶液中，磁力搅拌均匀，然后过滤，干燥后得到复合金属氧化物；

步骤5、将一定量的上述复合金属氧化物分散在乙醇中制成糊状浆料并将其均匀的涂覆在冷喷涂有铜膜的陶瓷衬底表面，涂覆过程中应保证金电极被全部覆盖，然后将一根Ni-Cr合金加热丝插入陶瓷管中，260℃老化2天后，制成旁热式气体传感器。