[发明专利]常温CO气体传感器的制造方法

说明书

本发明属于常温CO气体传感器的制造方法。

中科院长春应用化学研究所CN92110578.9公开一种“常温一氧化碳气敏元件的制备方法”，该技术是以S_nO_x为基质材料，以Al₂O₃、MgO、Pt、Pd、ThO₂、为添加剂，其S_nO_x之X值在1.0～1.6之间，是非化学剂量比。该方法制造的CO传感器可以实现在室温下检测CO。传感器表面温度低、本质安全、功耗小、应用电路简单。

中科院长春应用化学研究所CN89102921.4公开了一种“常温氧化物半导体气体传感器”。该气体传感器主要检测煤气、液化石油气。其原料配比为： SnCl₄/SnO₂＝0.5～1.5倍(重量比)、稀土氧化物/SnO₂＝0.5～1倍(重量比)，但其稀土氧化物只选择了LaO₂和CeO₂。

本发明的目的是选择以SnO₂为基质材料，掺杂Y₂O₃、LaO₃、Al₂O₃、Cr和Pt黑，制备CO气体传感器。

本发明选择的原料配方为：以SnO₂为基准(按重量比)，Pt黑量为SnO₂的0.0003～0.018倍，高纯LaO₃量为SnO₂的0.0002～0.05倍，高纯Y₂O₃量为SnO₂的0.0003～0.02倍，高纯Cr量为SnO₂的0.00015～0.04倍，高纯Al₂O₃量为SnO₂0.0003～0.05倍。

制备方法为：把上述原料放入玛脑乳钵中，加入去离子水2.5～5ml研磨，使其呈浆糊状。用φ0.03～0.05mmPt丝做成螺旋电极，螺旋长0.8～1.4mm，大直径为0.6～1mm，小直径为0.3～0.6mm，将料涂在电极上，把小电极放入大电极中，制成球状传感器。在780～900℃下在空气中烧结80～130分钟，冷却到室温取出，老化168小时以上。

本发明制备的传感器能定量和有选择性地检测CO。对500ppm甲烷、500ppm丙烷、400ppm丁烷、200ppm乙醇、400ppm乙酸乙酯等任何一种气体产生的信号均小于60ppmCO的信号，对检测100ppmCO无干扰。在25～600ppmCO之间与灵敏度ΔI成线性关系。

本发明气体传感器灵敏度为ΔI＝Imax-Imin。Imax为传感器在气体中的最大电流，Imin为最小电流。

本发明由于加入高纯Cr，加速了对气体的吸附和脱附，缩短了响应时间和恢复时间，响应时间小于10秒，恢复时间小于15秒，并增加了传感器的稳定性。选择Y₂O₃在高温下与SnO₂等生成复合氧化物，在室温下使吸附在SnO₂表面上的氧以O₂^-状态存在，这种O₂^-对CO敏感.因此传感器能在室温下，低功率下检测CO。

本发明提供的实施例如下：

实施例1：

称取SnO₂2g，Pt黑0.006g，La₂O₃0.0004g，Y₂O₃0.0006g，Cr0.0003g，Al₂O₃0.0006g。放到玛脑乳钵中，加入去离子水研磨，呈浆糊状。用φ0。03mmPt丝做成螺施状电极，将料涂在电极上，制成球状传感器。在空气中，在780℃下烧结130分钟，冷却到室温取出，老化168小时。该传感器响应时间小于10秒，恢复时间小于15秒，在25～600ppmCO之间与ΔI成线性关系。

以下8个实施例的制造方法同实施例1。气敏性能也相同。9个实施例结果列在表1中。

实施例2：