[发明专利]一种氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构气体传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构气体传感器在气体测试中的应用，所述气体为氢气、一氧化碳、氨气或二氧化氮；所述应用的温度为室温；

所述氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构气体传感器自下而上包括衬底、设置在所述衬底表面的氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层和设置在所述氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层表面叉指电极；所述氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层由氧化镍和二氧化钛纳米棒组成；

所述氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层包括二氧化钛纳米棒和填充在所述二氧化钛纳米棒之间的氧化镍；

或包括二氧化钛纳米棒/氧化镍复合层和生长在所述二氧化钛纳米棒/氧化镍复合层上表面的氧化镍层；所述二氧化钛纳米棒/氧化镍复合层包括二氧化钛纳米棒和填充在所述二氧化钛纳米棒之间的氧化镍；

或包括二氧化钛纳米棒层和生长在所述二氧化钛纳米棒层上表面的氧化镍层；

当所述氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层包括二氧化钛纳米棒和填充在二氧化钛纳米棒之间的氧化镍时，所述氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层的厚度为1.6～2.0μm；

当氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层包括二氧化钛纳米棒/氧化镍复合层和生长在所述二氧化钛纳米棒/氧化镍复合层上表面的氧化镍层时，所述二氧化钛纳米棒/氧化镍复合层的厚度为2.1～2.5μm，所述氧化镍层的厚度为150～200nm；

当所述氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层包括二氧化钛纳米棒层和生长在二氧化钛纳米棒层上表面的氧化镍层时，所述二氧化钛纳米棒层的厚度为3.2～3.6μm，所述氧化镍层的厚度为250～300nm。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述衬底为FTO衬底；所述叉指电极为铂叉指电极。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用水热法在衬底表面制备二氧化钛纳米棒薄膜，然后进行第一退火；

(2)在所述第一退火后的二氧化钛纳米棒薄膜上生长氧化镍，然后进行第二退火，得到氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构层；

(3)在所述氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构表面制备叉指电极，得到氧化镍/二氧化钛纳米棒复合结构气体传感器。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述步骤(1)中水热法的水热温度为120～180℃，水热时间为6～16h；所述水热法所用溶剂为水或水和乙醇的混合溶剂。

5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，所述第一退火的温度为300～500℃，时间为20～60min，退火气氛为空气。

6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述步骤(2)中生长氧化镍的方法为水热法或磁控溅射法；所述水热法的水热温度为120～150℃，水热时间为4～12h；所述磁控溅射的背底压强为6×10-4Pa，溅射NiO的射频功率为60～100W，溅射时间为15～60min。

7.根据权利要求3或6所述的应用，其特征在于，所述第二次退火的温度为300～500℃，时间为60～120min，退火气氛为空气。