[发明专利]二氧化锡煤气(氢敏型)敏感元件及其制备方法

说明书

本发明涉及SnO₂系煤气(氢敏型)敏感元件。

目前家庭厨房或工厂用人工煤气(焦炉煤气)或氢气的地方，对泄漏气体的检测多数使用半导体型气体传感器，其优点是对低浓度气体灵敏度高，响应恢复快，价格便宜；缺点是在使用中容易受乙醇气体的干扰，是造成误报的原因之一。

特开昭56-120684公开了一种SnO₂系气体传感器其基本原理是在SnO₂系气体传感器上，加涂一层Co₃O₄-α-Al₂O₃过滤涂层，用于降低对乙醇的灵敏度。美国专利US4397888公开了一种SnO₂厚膜氢气和一氧化碳传感器，用PdCl₂、PtCl₂、RuCl₃做催化剂，没有过滤层，未报道对乙醇的灵敏度。李文范等(仪表技术与传感器，1993，(6)，21-23)报道了一种常温SnO₂-Pd气敏元件，该元件对氢气、煤气敏感，但为单层式元件，未加过滤层，穆宝贵等报道的″表面覆膜SnO₂半导体氢敏元件″(传感器技术，1991，(1)，31-34)是在表面复盖SiO₂膜，使元件对氢气敏感。且上述传感器的电极均是用金电极浆料制成的，成本较高。

本发明的目的是为了克服SnO₂气敏元件在使用煤气、氢气报警的场合因乙醇气体的干扰而误报的缺点，以提高其选择性；同时改变电极成分，以降低成本。

本发明采用下述技术措施来实现其目的：首先用醋酸钯、硝酸银为催化剂，并加入适当的添加剂，制成对氢气敏感的SnO₂气敏元件，再用η-Al₂O₃或η-Al₂O₃·SiO₂为担体，在担体中加RuCl₃做催化剂，做成Ru-η-Al₂O₃催化复层(过滤层)，加涂在SnO₂气敏层上，做成双涂层元件，使元件对乙醇的灵敏度大大降低；同时，用二氧化钌电极浆料代替金电极浆料，以降低成本。

本发明的煤气(氢敏型)敏感元件包括：一个六脚胶木底座(1)，一个敏感体(2)，一个由镍铬丝绕成的螺线管加热线圈(3)，一个镀镍的黄铜卡圈(4)，一个双层不锈钢丝网罩(5)；所说的敏感体(2)由瓷管(2-1)、位于瓷管两端的环形电极(2-2)、一对铂丝电极引线(2-3)、SnO₂气体敏感涂层(2-4)、催化复层(过滤层)(2-5)组成，电极引线(2-3)的4支脚分别同底座(1)的1，3和4，6脚焊连，并分别扎在电极(2-2)上，加热线圈(3)穿在瓷管(2-1)内并同底座的2，5脚相连；本发明的特征是：

A、所说的敏感涂层(2-4)由下列组分组成(按基体材料的重量％计)：

基体材料SnO₂，

贵金属催化剂醋酸钯1-3，硝酸银1-3，

半导体化剂氧氯化锑1-4，

掭加剂Al₂O₃1-5，

粘合剂，由乙基纤维素溶于松油醇溶剂中，其浓度为2-4％；

B、所说的催化复层(2-5)由下列组分组成(按担体的重量％计)：

担体η-Al₂O₃或η-Al₂O₃·SiO₂，

贵金属催化剂水合三氯化钌2-3，

粘合剂，由乙基纤维素溶于松油醇溶剂中，其浓度为2-4％；

C、所说的电极(2-2)是用RuO₂电极浆料制成的，在距瓷管两端口0.5-0.6mm处用昆明贵金属研究所出售的商品TDE型浆料各画一个圆环，烧结后形成电极；

D、所说的瓷管(2-1)的内径、外径和长度分别为0.8、1.35、4mm；

E、所说的加热线圈(3)是用直径0.06mm的镍铬丝绕成的，线圈圈数52-54，线圈直径0.72mm，线圈电阻44-46欧姆；

F、所说的铂电极引线(2-3)是用直径0.06mm的铂丝，分别扎在RuO₂圆环电极上。

本发明敏感元件的制备方法包括下述工序：

1、将镍铬丝按要求绕成线圈；