[发明专利]基于棒束状In2O3纳米敏感材料的NO2气体传感器及其制备方法

摘要

本发明属于半导体氧化物气体传感器技术领域，具体涉及一种基于棒束状In₂O₃纳米敏感材料的NO₂传感器及其制备方法。整个工艺流程包括In₂O₃纳米材料的合成和NO₂气体传感器的制作两个方面。本发明首先采用微波水热与煅烧相结合的方法成功地制备了棒束状In₂O₃气敏材料。该合成方法具有操作简单、产率高、可重复性好、节能高效、成本低廉等优点，适于规模化生产。此外，基于上述合成的In₂O₃材料，本发明采用传统的旁热式器件结构，构筑了NO₂气体传感器。研究发现，该传感器能对NO₂表现出非常出色的响应。更重要的是该种类型的传感器体积小、成本低，使得其在NO₂监测方面展现出非常广阔的应用前景。

主权项

一种基于棒束状In₂O₃纳米敏感材料的NO₂传感器，其特征在于：是由一个外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的棒束状In₂O₃敏感材料层、置于陶瓷管内的镍铬合金加热丝和器件管座组成；镍铬合金加热丝通以直流电来提供传感器的工作温度，通过测量不同气氛中两条金电极间的直流电阻阻值实现测量NO₂浓度的功能；其中，棒束状In₂O₃纳米敏感材料由如下步骤制备得到，①将0.5～3mmol四水合氯化铟和1～6mmol尿素依次加入到30～60mL去离子水中搅拌溶解，待形成澄清透明溶液后，将0.03～0.5mmol的维生素C添加到上述混合溶液中，继续保持搅拌15～30min；②把得到的混合溶液转移到微波反应釜中，并放置于微波水热炉中；将微波加热时间设置为10～60min，目标温度设置为110～180℃；③待到反应体系冷却至室温后，将反应釜中的产物用去离子水和乙醇交替离心洗涤3～8次，洗掉反应溶液中的残余离子；④将洗涤后的产物在60～80℃条件下烘干，随后将干燥后的粉末在450～600℃条件下煅烧2～5小时，然后自然降至室温，得到敏感材料。