氧化锌/聚吡咯纳米复合电阻型薄膜气体传感器及其制作方法

摘要

本发明公开了一种氧化锌/聚吡咯纳米复合电阻型薄膜气体传感器及其制备方法，该气体传感器包括依次设置的陶瓷基体、叉指金电极和气敏薄膜，所述的气体敏感薄膜为具有纳米片层结构的氧化锌/聚吡咯复合物，由于纳米复合物具有大的比表面积利于气体吸附扩散，同时n-型氧化锌和p-型聚吡咯纳米片层复合物之间接触良好，形成p/n结，而且界面电阻很小，使得其电性能受到吸附气体影响可以发生显著变化，因此该气体传感器在室温下对氨气具有非常高的响应灵敏度，可在工农业生产过程及大气环境中低浓度氨气的精确测量与控制等领域得到广泛应用。本发明还提供了制备该气体传感器的方法，该方法具有制备简便、成本低等优点，适合于批量生产。

主权项

氧化锌/聚吡咯纳米复合电阻型薄膜气体传感器的制作方法，该气体传感器具有陶瓷基体⑴，在陶瓷基体表面光刻和蒸发有多对叉指金电极⑵，在叉指金电极上连接有引线⑷，在陶瓷基体和叉指金电极表面有气敏薄膜⑶，该气敏薄膜为具有纳米片层结构的氧化锌与聚吡咯的纳米复合物，其制作包括以下步骤：（1）清洗表面光刻和蒸发有叉指金电极的陶瓷基片，烘干备用；（2）在步骤（1）的具有陶瓷基底的叉指金电极表面涂覆浓度为 0.05～0.5摩尔/升的氧化锌纳米胶体溶液，80～230℃下加热2 h，将叉指金电极表面朝下，水平浸入硝酸锌和六亚甲基四胺的水溶液中，水溶液中硝酸锌的浓度为0.01～0.05摩尔/升，六亚甲基四胺的浓度为0.01～0.05摩尔/升，在80～100℃下反应4～10小时，再以去离子水充分洗涤，于100℃下干燥，获得生长有氧化锌纳米棒的叉指金电极；（3）配制氯化铜和吡咯的异丙醇溶液，其中氯化铜的浓度为0.01～0.1 摩尔/升，吡咯的浓度为0.01～0.1摩尔/升，溶液静置15～60分钟后，以直径为0.22微米的微孔滤膜过滤，将步骤（2）中制得的生长有氧化锌纳米棒的叉指金电极浸入所得滤液中，放置5～240分钟后，将叉指金电极取出，依次用丙酮和去离子水洗涤，于80～120℃下热处理0.5～2小时，得到氧化锌/聚吡咯纳米复合电阻型薄膜气体传感器。