一种基于NiO/ZnO异质结构纳米花敏感材料的丙酮传感器及其制备方法

摘要

一种基于NiO/ZnO异质结构纳米花敏感材料的丙酮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。本发明所使用的是由水浴法和浸渍法制得的NiO-ZnO异质结构纳米花敏感材料。利用NiO纳米颗粒对于有机气体的催化作用，以及两者之间的异质结构进而有效地提高了传感器对于丙酮的敏感特性。此外，本发明所采用的传感器结构是由市售的带有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加热线圈组成。器件工艺简单，体积小，适于大批量生产，因而在检测微环境中丙酮含量方面有广阔的应用前景。

主权项

一种基于NiO/ZnO异质结构纳米花敏感材料的丙酮气体传感器，由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的敏感材料、置于陶瓷管内的镍铬合金加热丝组成；其特征在于：敏感材料为NiO/ZnO异质结构纳米花粉末，且由如下步骤制备得到：(1)ZnO纳米花的制备①首先将1～3g的Zn(CH₃COO)₂·2H₂O溶于100～150mL的去离子水当中，并保持不断地搅拌直至其全部溶解；再缓缓向其加入3～5mL的氨水直至溶液澄清；②把上述溶液转移到恒温水浴锅中，在60～90℃下保持30～90分钟后取出，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400～500℃下煅烧1～2小时，从而得到了由ZnO纳米颗粒组装而成的ZnO纳米花粉末；(2)NiO/ZnO异质结构纳米花的制备①取30～50mg上述ZnO纳米花粉末加入到5～10mL乙醇中，超声并搅拌10～30分钟使得ZnO纳米花粉末完全分散在乙醇中；然后再加入8～10mg Ni(NO₃)₂·6H₂O，在室温下搅拌至乙醇基本挥发完毕；②将上述干燥粉末收集并在在500～550℃下煅烧2～4小时，从而得到以ZnO纳米花为主干、NiO纳米颗粒均匀附着在ZnO表面的NiO/ZnO异质结构纳米花粉末。