[发明专利]一种基于MoO3纳米敏感材料的三乙胺传感器、制备方法及其应用

说明书

一种基于MoO₃纳米敏感材料的三乙胺传感器、制备方法及其在复杂环境中检测三乙胺气体方面的应用，属于半导体氧化物气体传感器技术领域。传感器为旁热式结构，其由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al₂O₃陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的MoO₃纳米敏感材料和置于陶瓷管内的镍镉加热线圈组成。本发明利用制备简单、尺寸均一的MoO₃纳米片敏感材料对三乙胺快速响应恢复、优异的选择性，开发出了具有高性能的三乙胺气体传感器，在复杂的环境环境中具有良好的检测性能，有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于半导体氧化物气体传感器技术领域，具体涉及一种基于MoO₃纳米敏感材料的三乙胺传感器、制备方法及其在复杂环境中检测三乙胺气体方面的应用。

背景技术

随着信息技术的发展，传感器作为获取信息的手段，处于信息技术发展的前沿，将受到广泛的关注和进一步的商业化生产。近年来，大气污染不断增加，工业、家庭安全事故频繁发生，以及在食品安全、医疗卫生、化工能源、军事、航天等行业的迫切需要。因此，发掘新型气体传感器进而对污染性气体进行检测具有重要意义。

三乙胺(TEA)是一种挥发性有机物化合物(VOC)，被广泛的用作催化剂、防腐剂、有机溶剂和合成染料，也是工业上很重要的一种原料。但是它具有毒性和挥发性，易燃易爆炸，如果在工业生产过程中被泄漏出来，容易对环境和人类造成伤害；三乙胺也可以在死鱼和其他海洋生物中分泌出来。由于它的毒性和挥发性，人类吸入后会引起对食道和胃的强刺激性，可能引起肺水肿甚至死亡。因此，有必要制备选择性好的材料、灵敏度高的传感器，以在工业过程和鱼类加工行业和比较复杂的环境条件下迅捷快速的检测出微量三乙胺。

在种类众多的气体传感器中，以半导体氧化物为敏感材料的电阻型气体传感器具有灵敏度高、检测下限低、选择性好、响应和恢复速度快、制作方法简单、成本较低等优点，是目前应用最广泛的气体传感器之一。我们所知的许多半导体金属氧化物，如ZnO、SnO₂、WO₃、Fe₂O₃和In₂O₃，都得到了广泛的研究，它们表现出极佳的灵敏度和响应速度。然而，在更复杂的环境条件下选择性较差的这一缺点可能会限制它们的应用。本发明所使用的敏感材料MoO₃是一种典型的n型半导体，在与气体三乙胺接触后，电阻迅速下降；与其它气体接触后电阻变化不大，即把气体环境的变化转化成了可检测的、有区别的电信号。因此开发具有高性能、高选择性的MoO₃基三乙胺传感器在环境监测等各个领域具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于MoO₃纳米敏感材料的三乙胺传感器、制备方法及其在复杂环境中检测三乙胺气体方面的应用。

本发明中所述的一种基于MoO₃纳米敏感材料的三乙胺气体传感器，为旁热式结构，其由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al₂O₃陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的纳米敏感材料和置于陶瓷管内的镍镉加热线圈组成，其特征在于：纳米敏感材料为MoO₃纳米敏感材料。传感器在工作时，给镍镉加热线圈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时两条金电极间的直流电阻阻值实现测量三乙胺浓度的目的。本发明所采用的市售的管式结构传感器，制作工艺简单，体积小，利于工业上批量生产，因此具有重要的应用价值。其中，MoO₃纳米敏感材料由如下步骤制备得到：