[发明专利]一种氧化铟基氢气传感器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氧化铟基氢气传感器及其制备方法。所述氧化铟基氢气传感器的制备方法包括如下步骤：步骤1：将N，N‑二甲基甲酰胺和无水乙醇混合并搅拌均匀，得到混合溶液；步骤2：将硝酸铟和可溶性金属盐加入步骤1得到的混合溶液中，并搅拌至完全溶解后，再加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌得到静电纺丝前驱液；步骤3：将步骤2得到的静电纺丝前驱液放置至静电纺丝设备进行静电纺丝操作；步骤4：将步骤3中的纺丝样品放置于马弗炉中进行烧结得到硝酸铟纳米纤维粉体；步骤5：将步骤4得到的硝酸铟纳米纤维粉体和无水乙醇在研钵中混合搅拌，得到混合浆料；步骤6：将步骤5得到的混合浆料均匀地涂覆在陶瓷管的表面，得到氧化铟基氢气传感器。

【技术领域】

本发明属于氢气新能源领域，具体地涉及一种氧化铟基氢气传感器及其制备方法。

【背景技术】

传感器是人类获取信息的重要方式，它能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它应用于许多领域，例如定位、检测、分析和导航。

气敏传感器作为传感器的重要一种，它具有轻便、成本较低和测试方法简单等优点，它的工作原理为待测气体分子与传感器接触时，传感器中的敏感材料会和待测气体分子之间发生某种化学相互作用，这种化学变化通过气敏分析仪转换为电信号，最终计算机上会显示气敏材料在测试气体作用前后的电信号的变化。气敏传感器应用十分广泛，它能有效地检测气体浓度和成分，它对于环境保护和安全监督方面起着极重要的作用。气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的，由于检测现场温度、湿度的变化很大，又存在大量粉尘和油雾等，所以其工作条件较恶劣，而且气体对传感元件的材料会产生化学反应物，附着在元件表面，往往会使其性能变差。气敏传感器需满足以下条件:能够检测报警气体的允许浓度和其他标准数值的气体浓度，能长期稳定工作，重复性好，响应速度快，共存物质所产生的影响较小等。

氢气作为一种新型有前景的能源，其具有能源利用率高、产物污染小等优点。氢气广泛应用于航空航天、动力等领域；另外，氢气作为一种重要的还原性气体，在电子电器、化学工业、冶炼金属及军事国防领域有着极为重要的应用价值。但是氢气分子很小,在生产、储存、运输和使用的过程中易泄漏，另外氢气不利于呼吸，无色无味,很难被人通过嗅觉发现,且其着火点较低仅为585℃,空气中氢气含量在4.0-75.6％范围内，遇明火即发生爆炸，所以使用氢气过程中必须利用氢气传感器对环境中氢气的含量和浓度进行检测并对其泄漏进行监测。氢气传感器在氢气使用过程中发挥着至关重要的作用。

长期以来专家和学者致力于寻找灵敏度高、响应速度快、能耗低、选择性较好、稳定性好、制备工艺简单方便的氢气传感器。在授权公告号为CN103558261B的专利中公开了一种灵敏度高、响应速度快的传感器，但是其制备过程繁琐，成本相对较高；在授权公告号为CN104237320B的专利中公开了一种选择性好、响应速度快的传感器，但是其制备工艺复杂、很难被重复、成本较高，不利于氢气传感器的广泛应用。

尝试寻求一种稳定性较好、制备工艺简单、可重复性高、响应时间和恢复时间较短的氢气传感器对于氢气的监测工作顺利进行具有重要的意义。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种氧化铟基氢气传感器及其制备方法，为了解决传统的氢气传感器稳定性较差、制备工艺复杂、成本较高、响应时间和恢复时间较长的问题。

本发明的技术方案如下：一种氧化铟基氢气传感器的制备方法包括如下步骤

步骤1：将N，N-二甲基甲酰胺和无水乙醇混合并搅拌均匀，得到混合溶液；

步骤2：将硝酸铟和可溶性金属盐加入步骤1得到的混合溶液中，并搅拌至完全溶解后，再加入聚乙烯吡咯烷酮，并在室温下搅拌，得到静电纺丝前驱液；

步骤3：将步骤2得到的静电纺丝前驱液放置至静电纺丝设备进行静电纺丝操作，得到纺丝样品；