[发明专利]以Al2O3/α-Fe2O3复合纳米纤维为敏感材料三乙胺传感器及其制备方法

说明书

一种以Al₂O₃/α‑Fe₂O₃复合纳米纤维为敏感电极材料的三乙胺传感器及其制备方法，属于气体传感器技术领域。传感器由上表面带有2个分立的L形金电极、下表面带有氧化钌加热层及在氧化钌加热层表面带有2个分立的矩形金电极的Al₂O₃绝缘陶瓷板、涂覆在L形金电极和Al₂O₃绝缘陶瓷板上表面的Al₂O₃/α‑Fe₂O₃复合纳米纤维敏感材料薄膜组成。Al₂O₃的加入，改变了α‑Fe₂O₃半导体纳米纤维的形貌特征，抑制了α‑Fe₂O₃晶粒的生长，增加了敏感材料的比表面积，从而提高传感器的灵敏度。同时，Al₂O₃/α‑Fe₂O₃复合纳米纤维疏松多孔的结构使得我们制作的三乙胺传感器有很快的响应时间，良好的重复性和响应恢复特性。该传感器的检测下限为1ppm，可用于室内环境中三乙胺蒸汽含量的检测。

技术领域

本发明属于气体传感器技术领域，具体涉及一种以Al₂O₃/α-Fe₂O₃复合纳米纤维为敏感电极材料的三乙胺(triethylamine)传感器及其制备方法，其主要用于大气环境的检测。

背景技术

三乙胺(TEA)，主要用作有机溶剂、催化剂、固化剂和聚合抑制剂，是一种非常重要的化工有机原料。而与此同时，它也是一种易燃、易爆和有毒的易挥发的有机化合物之一。如果我们的皮肤接触到三乙胺，会引起化学烧伤。更重要的是，它对我们的呼吸道有很强的刺激性，会引起严重的肺水肿。目前，检测三乙胺主要依赖大型的分析仪器，例如气质联谱仪和红外光谱仪等，然而其体积大、价格高，无法实时检测等缺点限制了它们在实际生活中的应用。半导体金属氧化物气体传感器具有价格低、制作工艺简单、灵敏度高、可用于实时检测等优点，可以应用与构建便携式的检测仪。因此成为了大家的的研究热点。

事实上，围绕着提高三乙胺传感器灵敏度的研究一直在不断地深化。尤其是纳米科学技术的发展为改善传感器性能提供了很好的契机。α-Fe₂O₃因其具有较好的稳定性、价格低廉、制备简单等优势，其已经被应用于光催化、锂电池、颜料等诸多领域，除此之外，α-Fe₂O₃被认为是继SnO₂和ZnO后应用最广的气敏材料。研究表明，可以用两种不同氧化物的复合来促进气敏特性的进一步改性，从而获得更好的气敏特性。本专利中将采用Al₂O₃与α-Fe₂O₃复合的方法，促进α-Fe₂O₃气敏特性的进一步改性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于静电纺丝技术制备的Al₂O₃/α-Fe₂O₃复合纳米纤维为敏感电极材料的三乙胺传感器、制备方法及其在室内环境中检测三乙胺蒸汽方面的应用。本发明通过对半导体材料进行复合，增加传感器的灵敏度，提高传感器的响应速度，促进此种传感器在气体检测领域的实用化。

本发明所得到的传感器除了具有较高的灵敏度外，并具有迅速的响应时间，良好的重复性和响应恢复特性。该传感器的检测下限为1ppm，可用于室内环境中三乙胺蒸汽含量的检测。