基于中空球形SnO₂/CeO₂异质结构复合氧化物的乙醇传感器及制备方法

摘要

本发明属于半导体氧化物气体传感器技术领域，具体涉及一种中空球形SnO₂/CeO₂异质结构复合氧化物的乙醇气体传感器及其制备方法。本发明所使用的是由两步水热法制得的中空球形SnO₂/CeO₂异质结构复合氧化物敏感材料。利用SnO₂和CeO₂之间所形成的异质结构以及两者对乙醇的协同催化作用，进而有效地提高了传感器对于乙醇的气敏特性。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，因而在检测乙醇含量方面有广阔的应用前景。

主权项

一种基于中空球形SnO₂/CeO₂异质结构复合氧化物的乙醇气体传感器，其特征在于：由外表面带有2个彼此平行且分立的环状金电极的绝缘氧化铝陶瓷管衬底、涂覆在绝缘氧化铝陶瓷管衬底外表面和金电极上的中空球形SnO₂/CeO₂异质结构复合氧化物气体敏感材料和置于绝缘陶瓷管内的镍铬合金加热线圈组成；中空球形SnO₂/CeO₂异质结构复合氧化物由如下步骤制备得到，(1)中空球状SnO₂的制备①首先将乙醇和水按体积比10：1～3的比例混合，再向其中加入0.15～0.2g的SnCl₂·2H₂O和0.5～1mL质量分数为38％的盐酸，20～35℃条件下超声20～40min；②把上述溶液转移到反应釜中，在180～200℃下反应24小时，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，在室温下干燥后再在400～450℃下煅烧1～2小时，从而得到了由SnO₂纳米颗粒组装而成的中空球状SnO₂粉末；(2)中空球状SnO₂/CeO₂异质结构复合氧化物半导体材料的制备①取30～50mg上述中空球状SnO₂粉末加入到30～50mL去离子水中，强磁力搅拌条件下使SnO₂分散在去离子水中，然后再依次加入4.34～8.68mg Ce(NO₃)₃.6H₂O和30～50mg六亚甲基四胺，搅拌5～10分钟；②将上述混合液体倒入水热釜中，在180～200℃下反应2～4小时，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2～4小时，从而得到中空球形SnO₂/CeO₂异质结构复合氧化物半导体气体敏感材料。