[发明专利]基于等价Sn2+间隙掺杂的NiO纳米花状微球的二甲苯气体传感器及其制备方法

摘要

一种基于等价Sn²⁺间隙掺杂的NiO纳米花状微球的二甲苯气体传感器及其制备方法，属于半导体氧化物气体传感器技术领域。其带有2个环形金电极的Al₂O₃绝缘陶瓷管、涂敷在环形金电极和Al₂O₃绝缘陶瓷管上的半导体敏感材料、以及穿过Al₂O₃绝缘陶瓷管的镍铬合金线圈组成；半导体敏感材料为等价Sn²⁺间隙掺杂的NiO纳米花状微球。本发明利用等价金属离子(Sn²⁺)间隙位掺杂的方法对P型NiO半导体敏感材料进行改性，实现了气敏特性的极大飞跃。传感器对二甲苯表现出可靠的选择性和卓越的灵敏度(25.2～200ppm)以及较低的检测下限(0.5ppm)，此外还表现出较好的抗湿性，在检测微环境中二甲苯污染物方面有广阔的应用前景。

主权项

一种基于等价Sn²⁺间隙掺杂的NiO纳米花状微球敏感材料的二甲苯气体传感器，由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al₂O₃陶瓷管衬底、涂覆在Al₂O₃陶瓷管外表面和金电极上的敏感材料、置于Al₂O₃陶瓷管内的镍铬合金线圈组成；其特征在于：敏感材料为等价Sn²⁺间隙掺杂的NiO纳米花状微球，且由如下步骤制备得到，(1)将0.002～0.012g SnCl₂·2H₂O，0.35～0.65g NiCl₂·6H₂O以及0.21～0.41g HMT加入到20～40mL去离子水中，不断搅拌直至其全部溶解，再向其中加入1～4mL乙醇胺；(2)把上述溶液在140～200℃下水热反应10～14小时后取出，自然冷却至室温后将生成的沉淀用去离子水和乙醇多次离心清洗，然后在室温下干燥后再在300～500℃下煅烧1～3小时，从而得到Sn²⁺间隙掺杂的NiO纳米花状微球材料粉末。