[发明专利]以Co1‑xZnxFe2O4为敏感电极材料的丙酮传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种以Co_1-xZn_xFe₂O₄为敏感电极材料的丙酮传感器，其特征在于：由带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板、YSZ基板、Pt参考电极和Co_1-xZn_xFe₂O₄敏感电极组成，其中0.3≤x≤0.7；参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在YSZ基板上表面的两端，YSZ基板下表面与带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板粘结在一起；且Co_1-xZn_xFe₂O₄敏感电极材料由如下方法制备得到，按元素钴、锌和铁的比例分别称取硝酸钴、硝酸锌和硝酸铁，三者的摩尔比例为1-x：x：2，加入去离子水搅拌0.5～1个小时，使三种盐完全溶于水；将硝酸钴和硝酸锌溶液滴入到硝酸铁溶液中，50℃～60℃下水浴搅拌20～40分钟，使之充分混合均匀；提高水浴温度至80℃～90℃，称取柠檬酸并加入上述混合溶液中，其中柠檬酸与全部金属离子的摩尔比为0.5～2：1，在80℃～90℃下搅拌至凝胶；将得到的凝胶在85～95℃下烘干24～48小时得到干凝胶；将得到的干凝胶在700℃～900℃条件下烧结得到Co_1-xZn_xFe₂O₄敏感电极材料。

2.权利要求1所述的一种以Co_1-xZn_xFe₂O₄为敏感电极材料的丙酮传感器的制备方法，其步骤如下：

(1)制作Pt参考电极：在超声清洗后的YSZ基板上表面的一端制作15～30μm厚的pt参考电极，选取一根1～3cm长的Pt丝对折后粘在参考电极的中间为电极引线，然后将YSZ基板在110～130℃条件下烘烤0.5～2小时，再在850～950℃下烧结20～40分钟，去除铂浆中包括松油醇在内的杂质；

(2)制作Co_1-xZn_xFe₂O₄敏感电极：将Co_1-xZn_xFe₂O₄敏感电极材料用去离子水调成浆料，质量浓度在1％～20％之间；用制得的浆料在YSZ基板上表面与参考电极的对称位置制备20～30μm厚的敏感电极，同样将一根1～3cm长的铂丝对折后粘在敏感电极上作为电极引线；

(3)将上述制备的YSZ基板在700～900℃下烧结1～3个小时，使敏感电极牢牢固定在YSZ基板上；

(4)使用无机粘合剂将YSZ基板下表面与带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板粘结在一起；

(5)将粘合好的器件在100℃～120℃条件下烘烤30～60分钟，然后进行焊接、封装，从而制作得到以Co_1-xZn_xFe₂O₄为敏感电极的YSZ基混成电位型传感器。

3.如权利要求2所述的一种以Co_1-xZn_xFe₂O₄为敏感电极材料的丙酮传感器的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的升温速率为1～3℃/min。

4.如权利要求2所述的一种以Co_1-xZn_xFe₂O₄为敏感电极材料的丙酮传感器的制备方法，其特征在于：是量取水玻璃Na₂SiO₃·9H₂O 2～4mL，并称取Al₂O₃粉体0.7～1.0g，将水玻璃与Al₂O₃粉体混合并搅拌均匀，制得所需无机粘合剂。

5.如权利要求2所述的一种以Co_1-xZn_xFe₂O₄为敏感电极材料的丙酮传感器的制备方法，其特征在于：带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板是在Al₂O₃陶瓷板上通过丝网印刷Pt得到，带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板一同作为器件的加热板使用。