电纺丝法制备陶瓷基半导体纳米纤维气敏传感器的方法

摘要

本发明具体是利用电纺丝法制备高性能陶瓷基半导体金属氧化物纳米纤维乙醇气体传感器的方法。本发明是以可溶性金属盐，金属氧化物前驱体，高分子和溶剂为原料，采用电纺丝技术，制备含高分子和金属氧化物前驱体的复合纤维，然后将该纤维烧结除去高分子，从而得到陶瓷基半导体金属氧化物纳米纤维材料。本发明制备的一维超长连续的半导体金属氧化物陶瓷纳米纤维乙醇气体传感器，具备响应恢复迅速、灵敏度高、气体选择性好、稳定性好、使用寿命长等优点。该方法适用于各种以可溶性金属盐为原料的陶瓷氧化物，具有设备简单，低成本，高性能，易于推广等优点。可以满足工业技术的要求，能在交通安全，环境保护，化工生产等领域中广泛的应用。

主权项

一种电纺丝法制备陶瓷基半导体纳米纤维气敏传感器的方法，其包括如下步骤：A.将0.5～5.0g水溶性高分子化合物加入10～20ml蒸馏水中，在100℃下加热回流4～6小时，至溶液完全澄清；等冷却到室温后，向体系中加入0.1～0.3ml的表面活性剂搅拌1～3小时，使其混合均匀；B.将0.1～2.0g可溶性金属盐加入到5～10ml蒸馏水中，搅拌至溶解；然后将金属盐溶液加入到步骤A的溶液中，搅拌1～3小时后使溶液混合均匀；C.将步骤B获得的溶液放入玻璃喷丝管中，玻璃喷丝管头内径为0.5mm～3mm，以铝套为阳极，用铝箔作为阴极接受产物，两极板间距离为10～30cm，施加6～30KV电压进行电纺丝，经过12～72小时纺丝后，将在阴极极板上获得的含高分子模板的纳米纤维膜置于真空烘箱中，在70℃下烘干6～8小时，然后在400～700℃下烧结3～5小时以除去高分子模板，从而得到纤维直径50～300nm，具有快速响应 恢复速率的陶瓷基半导体纳米纤维气敏传感器；其中，水溶性高分子化合物是聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮；可溶性金属盐是醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、四氯化锡、二氯化锡、醋酸亚铁、硝酸铁或氯化铁；表面活性剂是曲拉通 x100。