• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 9
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩十分钟刷新: 一种氧化铟纳米片气体传感器及其制备方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201510028836.7

    申请日:

    2015.01.21

    公开号:

    CN104698038A

    公开日:

    2015.06.10

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01N 27/00申请公布日:20150610|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 27/00申请日:20150121|||公开
    IPC分类号: G01N27/00 主分类号: G01N27/00
    申请人: 济南大学
    发明人: 宋鹏; 王琦; 韩丹; 李嘉; 杨中喜
    地址: 250022山东省济南市市中区南辛庄西路336号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510028836.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.03.13|||2015.07.08|||2015.06.10

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及气敏材料技术领域,具体涉及一种氧化铟纳米片气体传感器及其制备方法。该制备方法具体包括:将覆有金电极和铂导电丝的陶瓷管在丙酮和去离子水中超声清洗,烘干备用;以氯化铟和L-半胱氨酸为原料,配置成一定浓度的混合溶液,然后将陶瓷管与混合溶液移至内衬为聚四氟乙烯的水热反应釜中,水热反应后,将陶瓷管取出,清洗,干燥;然后置于氧化铝坩埚放入马弗炉,在一定温度下进行煅烧,制备成氧化铟纳米片气敏元件;取加热丝穿入气敏元件的管芯,然后将所述气敏元件的铂导电丝与加热丝焊接在气敏器件的基座上,经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米片气体传感器。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种氧化铟纳米片气体传感器及其制备方法,具体制备方法如下:
    (1)将覆有金电极和铂导电丝的陶瓷管在丙酮和去离子水中分别超声清洗10分钟,然后取出,烘干备用;
    (2)称取一定量的氯化铟和L-半胱氨酸,溶于40毫升去离子水中,搅拌混合均匀,其中氯化铟的浓度0.5-2毫摩尔/升,L-半胱氨酸的浓度1-4毫摩尔/升,且L-半胱氨酸和氯化铟的摩尔比为2;
    (3)将步骤(1)所得陶瓷管与步骤(2)中所得混合溶液移至内衬为聚四氟乙烯的50毫升水热反应釜中,在160-180℃温度下,进行水热反应12-20小时,水热反应后,将陶瓷管取出,清洗,干燥;
    (4)将步骤(3)所得陶瓷管置于氧化铝坩埚放入马弗炉,在400-600℃下热处理3小时,制得氧化铟纳米片气敏元件;
    (5)取加热丝穿入气敏元件的管芯,然后将所述气敏元件的铂导电丝与加热丝焊接在气敏器件的基座上,经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米片气体传感器。

    说明书

    说明书一种氧化铟纳米片气体传感器及其制备方法
    技术领域
    本发明属于传感材料技术领域,具体涉及一种氧化铟纳米片气体传感器及其制备方法。
    背景技术
    随着社会的进步和人们对健康与安全的不断重视,迫切需要对空气环境、各种生产、生活场所的易燃易爆、有毒有害气体进行检测,还有防止安全隐患和社会大范围的恐怖袭击事件的发生,以保障人民的财产与生命人身安全。气相色谱、红外气体分析仪等大型仪器是目前气体分析的主要工具,但这类仪器普遍存在价格高昂、搬运不变、不能实施现场监测等问题,因此需要尽快开发性能优越、成本低廉的气敏材料,从而制造出可对特定气体进行实时检测、便携式、高性能的气敏传感器。
    氧化铟(In2O3)是一种宽禁带透明半导体材料,在太阳能电池、固态光电子器件、气敏元件领域广泛应用。In2O3作为新型n 型半导体气敏材料,在气敏元件中有着重要应用,与SnO2、ZnO 和Fe2O3相比,具有较宽的禁带宽度、较小的电阻率和较高的催化活性等特点??梢杂τ玫娇扇计?、有毒气体的检漏报警、环境气体的检测等领域。因此,近几年In2O3的制备及在气体传感器领域的应用已成为国内外科技研究的热点之一。如J.Q. Xu等(J.Q. Xu, Y.P. Chen, Q. Xiang et.al, A new route for preparing corundum-type In2O3 nanorods used as gas-sensing materials [J]. Nanotechnology, 2007, 18, 115615.)制备了氧化铟纳米棒并对其气敏性能进行了研究;再如申请号为中国专利CN201110453408.0,名称为“三维空心多级结构氧化铟基气敏材料的制备方法及其应用”,制备了三维花状空心分级结构氧化铟基气敏材料。以上方法均工艺复杂,最终所得气敏材料需涂覆在陶瓷管元件表面,进而制成气敏元件,效率较低,且浆料涂覆过程中容易造成气敏材料的团聚,限制了气敏性的发挥。
    发明内容
    本发明的目的在于,克服现有技术的不足,提供了一种直接在陶瓷管表面生长氧化铟纳米片,并将其制为气体传感器的方法。该技术工艺简单灵活,成本低廉,仅需对陶瓷管进行清洗即可,不需预先处理涂覆籽晶层,最终所得气体传感器对乙醇具有较好的气敏性能。
    为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:将覆有金电极和铂导电丝的陶瓷管在丙酮和去离子水中超声清洗,烘干备用;以氯化铟和L-半胱氨酸为原料,配置成一定浓度的混合溶液,然后将陶瓷管与混合溶液移至内衬为聚四氟乙烯的水热反应釜中,水热反应后,将陶瓷管取出,清洗,干燥;然后置于氧化铝坩埚放入马弗炉,在一定温度下进行煅烧,制备成氧化铟纳米片气敏元件;取加热丝穿入气敏元件的管芯,然后将所述气敏元件的铂导电丝与加热丝焊接在气敏器件的基座上,经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米片气体传感器。其具体步骤如下:
    (1)将覆有金电极和铂导电丝的陶瓷管在丙酮和去离子水中分别超声清洗10分钟,然后取出,烘干备用;
    (2)称取一定量的氯化铟和L-半胱氨酸,溶于40毫升去离子水中,搅拌混合均匀,其中氯化铟的浓度0.5-2毫摩尔/升,L-半胱氨酸的浓度1-4毫摩尔/升,且L-半胱氨酸和氯化铟的摩尔比为2;
    (3)将步骤(1)所得陶瓷管与步骤(2)中所得混合溶液移至内衬为聚四氟乙烯的50毫升水热反应釜中,在160-180℃温度下,进行水热反应12-20小时,水热反应后,将陶瓷管取出,清洗,干燥;
    (4)将步骤(3)所得陶瓷管置于氧化铝坩埚放入马弗炉,在400-600℃下热处理3小时,制得氧化铟纳米片气敏元件;
    (5)取加热丝穿入气敏元件的管芯,然后将所述气敏元件的铂导电丝与加热丝焊接在气敏器件的基座上,经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米片气体传感器。
    本发明采用上述技术方案后,主要有以下效果:
    (1)本发明全部在水溶液中进行,且不需要任何添加剂,成本低廉;
    (2)本发明在制备过程中的各个步骤都不产生有毒有害物质,有利于环境?;?;
    (3)本发明方法简单,操作方便,不需将气敏材料涂覆于陶瓷管表面,生产用设备简易,易于工业化大规模生产;
    (4)采用本发明所得氧化铟纳米片气体传感器对乙醇表现出具有较高的灵敏度和快速的响应、恢复,可用于乙醇气体传感器领域。
    附图说明
    图1为实施例1中氧化铟纳米片的X射线衍射图谱;
    图2为实施例1中氧化铟纳米片的低倍FESEM图片;
    图3为实施例1中氧化铟纳米片的高倍FESEM图片;
    图4为实施例1中氧化铟纳米片气体传感器对不同浓度乙醇气体的动态响应恢复曲线。
    下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
    具体实施方式
    实施例1
    (1)将覆有金电极和铂导电丝的陶瓷管在丙酮和去离子水中分别超声清洗10分钟,然后取出,烘干备用;
    (2)称取一定量的氯化铟和L-半胱氨酸,溶于40毫升去离子水中,搅拌混合均匀,其中氯化铟的浓度0.5毫摩尔/升,L-半胱氨酸的浓度1毫摩尔/升;
    (3)将步骤(1)所得陶瓷管与步骤(2)中所得混合溶液移至内衬为聚四氟乙烯的50毫升水热反应釜中,在160℃温度下,进行水热反应16小时,水热反应后,将陶瓷管取出,清洗,干燥;
    (4)将步骤(3)所得陶瓷管置于氧化铝坩埚放入马弗炉,在500℃下热处理3小时,制得氧化铟纳米片气敏元件;
    (5)取加热丝穿入气敏元件的管芯,然后将所述气敏元件的铂导电丝与加热丝焊接在气敏器件的基座上,经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米片气体传感器。
    实施例2
    (1)将覆有金电极和铂导电丝的陶瓷管在丙酮和去离子水中分别超声清洗10分钟,然后取出,烘干备用;
    (2)称取一定量的氯化铟和L-半胱氨酸,溶于40毫升去离子水中,搅拌混合均匀,其中氯化铟的浓度1毫摩尔/升,L-半胱氨酸的浓度2毫摩尔/升;
    (3)将步骤(1)所得陶瓷管与步骤(2)中所得混合溶液移至内衬为聚四氟乙烯的50毫升水热反应釜中,在180℃温度下,进行水热反应12小时,水热反应后,将陶瓷管取出,清洗,干燥;
    (4)将步骤(3)所得陶瓷管置于氧化铝坩埚放入马弗炉,在500℃下热处理3小时,制得氧化铟纳米片气敏元件;
    (5)取加热丝穿入气敏元件的管芯,然后将所述气敏元件的铂导电丝与加热丝焊接在气敏器件的基座上,经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米片气体传感器。
    实施例3
    (1)将覆有金电极和铂导电丝的陶瓷管在丙酮和去离子水中分别超声清洗10分钟,然后取出,烘干备用;
    (2)称取一定量的氯化铟和L-半胱氨酸,溶于40毫升去离子水中,搅拌混合均匀,其中氯化铟的浓度2毫摩尔/升,L-半胱氨酸的浓度4毫摩尔/升;
    (3)将步骤(1)所得陶瓷管与步骤(2)中所得混合溶液移至内衬为聚四氟乙烯的50毫升水热反应釜中,在180℃温度下,进行水热反应12小时,水热反应后,将陶瓷管取出,清洗,干燥;
    (4)将步骤(3)所得陶瓷管置于氧化铝坩埚放入马弗炉,在600℃下热处理3小时,制得氧化铟纳米片气敏元件;
    (5)取加热丝穿入气敏元件的管芯,然后将所述气敏元件的铂导电丝与加热丝焊接在气敏器件的基座上,经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米片气体传感器。
    实施例4
    (1)将覆有金电极和铂导电丝的陶瓷管在丙酮和去离子水中分别超声清洗10分钟,然后取出,烘干备用;
    (2)称取一定量的氯化铟和L-半胱氨酸,溶于40毫升去离子水中,搅拌混合均匀,其中氯化铟的浓度1毫摩尔/升,L-半胱氨酸的浓度2毫摩尔/升;
    (3)将步骤(1)所得陶瓷管与步骤(2)中所得混合溶液移至内衬为聚四氟乙烯的50毫升水热反应釜中,在170℃温度下,进行水热反应18小时,水热反应后,将陶瓷管取出,清洗,干燥;
    (4)将步骤(3)所得陶瓷管置于氧化铝坩埚放入马弗炉,在550℃下热处理3小时,制得氧化铟纳米片气敏元件;
    (5)取加热丝穿入气敏元件的管芯,然后将所述气敏元件的铂导电丝与加热丝焊接在气敏器件的基座上,经老化处理后得到旁热式氧化铟纳米片气体传感器。
    试验结果
    用实施例1制备出氧化铟纳米片经X射线衍射仪测试所得的XRD图谱,如图1所示;实施例1中直接生长于陶瓷管上的氧化铟纳米片经场发射扫描电子显微镜拍摄所得的低倍和高倍FESEM图片,如图2和图3所示;图4为实施例1中所得氧化铟纳米片气体传感器对不同浓度乙醇气体的动态响应恢复曲线。
    从图1可知,采用本发明所制备的样品的XRD图谱的所有衍射峰的位置与国际衍射数据标准卡JCPDS No. 22-0336 相符合,且无其他杂峰,表明所制备的样品为纯氧化铟,无其他杂质,且结晶度良好。
    从图2低倍FESEM图片可以看出所得为长条片状,形貌规整均一,覆盖于陶瓷管表面;从图3高倍FESEM图片可看到所得氧化铟纳米片长度约为1微米,宽度约为200纳米,厚度约为50纳米。
    图4为实施例1中所得氧化铟纳米片气体传感器对不同浓度乙醇气体的动态响应恢复曲线,可以看出:随着乙醇浓度的增加,氧化铟纳米片气体传感器的灵敏度也逐渐增大,且响应、恢复时间均在20秒以内,显示出良好的乙醇气敏性能。

    关 键 词:
    一种 氧化 纳米 气体 传感器 及其 制备 方法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:一种氧化铟纳米片气体传感器及其制备方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5890346.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03