[发明专利]高灵敏度和选择性的感测材料

权利要求书

1.一种感测电极，用于检测一个气体混合物中至少一种目标气体，所述气体混合物具有至少一种干扰气体，所述感测电极包括：

(a)一层感测纳米粒子；

(b)一个反应界面；及

(c)一个固态电解质；

其特征在于，每一颗所述感测纳米粒子包括一个催化核及一个光敏多孔壳，所述催化核分解所述至少一种干扰气体，所述光敏多孔壳在被特定波长的光照射时增强在所述反应界面处的电化学反应。

2.根据权利要求1所述的感测电极，其特征在于，所述光敏多孔壳的厚度为3nm至10nm。

3.根据权利要求1所述的感测电极，其特征在于，所述催化核是金属氧化物或金属纳米粒子。

4.根据权利要求3所述的感测电极，其特征在于，所述金属氧化物或金属纳米粒子选自Fe₂O₃、In₂O₃、Au、Ag或Nb₂O₅。

5.根据权利要求1所述的感测电极，其特征在于，所述光敏多孔壳由ZnO制成。

6.根据权利要求1所述的感测电极，其特征在于，所述光敏多孔壳由ZnO基(ZnO based)材料制成。

7.根据权利要求1所述的感测电极，其特征在于，所述目标气体包括3-甲基-烷基。

8.根据权利要求7所述的感测电极，其特征在于，所述目标气体是3-甲基己烷。

9.根据权利要求1所述的感测电极，所述干扰气体选自苯、苯乙烯、壬烷、己烷、3-甲基己烷、2-乙基己醇、3-甲基己烷、5-乙基-3-甲基辛烷、丙酮、乙醇、乙酸乙酯、乙苯、异壬烷、异戊二烯、壬醛、苯乙烯、甲苯或十一烷。

10.根据权利要求1所述的感测电极，其特征在于，所述特定波长介于380-840nm的范围内。

11.根据权利要求1所述的感测电极，其特征在于，所述固态电解质是氧离子导体。

12.根据权利要求11所述的感测电极，其特征在于，所述固态电解质是氧化钇稳定氧化锆。

13.根据权利要求1所述的感测电极，其特征在于，所述催化核在高于400℃的温度下分解所述至少一种干扰气体。

14.一种传感器，其特征在于，所述传感器包括根据权利要求1所述的感测电极。

15.一种用于检测一个气体混合物中至少一种目标气体的方法，所述气体混合物具有至少一种干扰气体，所述方法使用根据权利要求1所述的感测电极，所述方法包括以下步骤：

(a)提供所述感测电极及一个参考电极；

(b)使用所述特定波长的光照射所述感测电极；

(c)将所述气体混合物提供给所述感测电极；及

(d)测量所述感测电极与所述参考电极之间的电位差。

16.根据权利要求16所述的方法，所述步骤(c)在高于400℃的温度下进行。

17.根据权利要求16所述的方法，所述目标气体的浓度为0-100ppm。

18.根据权利要求16所述的方法，所述干扰气体的浓度系低于5ppm。

19.根据权利要求16所述的方法，所述目标气体包括3-甲基-烷基。

20.根据权利要求16所述的方法，所述干扰气体选自苯、苯乙烯、壬烷、己烷、3-甲基己烷、2-乙基己醇、3-甲基己烷、5-乙基-3-甲基辛烷、丙酮、乙醇、乙酸乙酯、乙苯、异壬烷、异戊二烯、壬醛、苯乙烯、甲苯或十一烷。