[发明专利]一种基于钛酸钠的湿度传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于湿度传感器技术领域，具体涉及一种基于钛酸钠的湿度传感器的制备方法。

背景技术

在科技发展日新月异和人们生活水平逐步提高的今天，湿度传感器在各个领域有着越来越多的发展和革新。湿度传感器主要的改革在于优化湿敏材料和研发不同功能、原理、结构的传感器，而改革的目的在于湿度传感器的各项参数和性质的提高。水在湿敏材料表面的吸附主要分为化学吸附和物理吸附，而材料表面电导的改变将极大改变材料的整体阻抗。因此，对于湿敏材料，更关注的是材料的表面特性，即一个大的比表面积可以提供与水的更多的接触空间，有效面积上更多的金属点、缺陷、尖端等可以为水的化学吸附过程提供更大的静电驱动力，分子结构如果存在孔道、疏松特征更容易使水快速吸附、扩散等，一维纳米结构材料与其他非纳米材料相比可以增加材料的敏感特性，而对于一维纳米材料的开发目前成为研究热点。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供了一种基于钛酸钠的湿度传感器的制备方法，所得湿度传感器具有良好的响应恢复特性。

技术方案： 一种基于钛酸钠的湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将二氧化钛粉末2-5份加至30-40wt.%氢氧化钠溶液10-20份中，超声搅拌，得到反应液；

步骤2，将步骤1所得反应液至于高压反应釜中进行反应，冷却，得到白色产物；

步骤3，将白色产物用去离子水洗净，然后置于马弗炉煅烧，得到钛酸钠纳米棒；

步骤4，将步骤3所得钛酸钠纳米棒研磨制浆，涂敷基于Ag-Pd叉指电极的Al₂O₃陶瓷衬底上，老化，即得。

进一步地，步骤1中超声搅拌的条件为500-800w、200-300rpm、20-30min。

进一步地，步骤2中反应条件为150-180℃、48-60h。

进一步地，步骤3中煅烧温度为900-1000℃。

进一步地，步骤4中老化条件为100%去离子水、AC 0.5V电压、24h。

进一步地，所述氢氧化钠溶液中含有1-3wt.%甘油。

有益效果：本发明所得湿度传感器的阻抗变化范围为5个数量级，湿滞回环小于3%，响应恢复时间小于2s，具有良好的响应恢复特性。

具体实施方式

实施例1

一种基于钛酸钠的湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将二氧化钛粉末2份加至30wt.%氢氧化钠溶液10份中，超声搅拌，得到反应液；

步骤2，将步骤1所得反应液至于高压反应釜中进行反应，冷却，得到白色产物；

步骤3，将白色产物用去离子水洗净，然后置于马弗炉煅烧，得到钛酸钠纳米棒；

步骤4，将步骤3所得钛酸钠纳米棒研磨制浆，涂敷基于Ag-Pd叉指电极的Al₂O₃陶瓷衬底上，老化，即得。

其中，步骤1中超声搅拌的条件为500w、200rpm、30min。

步骤2中反应条件为150℃、60h。

步骤3中煅烧温度为900-1000℃。

步骤4中老化条件为100%去离子水、AC 0.5V电压、24h。

所述氢氧化钠溶液中含有1wt.%甘油。

实施例2

一种基于钛酸钠的湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将二氧化钛粉末3份加至35wt.%氢氧化钠溶液12份中，超声搅拌，得到反应液；

步骤2，将步骤1所得反应液至于高压反应釜中进行反应，冷却，得到白色产物；

步骤3，将白色产物用去离子水洗净，然后置于马弗炉煅烧，得到钛酸钠纳米棒；

步骤4，将步骤3所得钛酸钠纳米棒研磨制浆，涂敷基于Ag-Pd叉指电极的Al₂O₃陶瓷衬底上，老化，即得。

其中，步骤1中超声搅拌的条件为600w、250rpm、20min。

步骤2中反应条件为170℃、50h。

步骤3中煅烧温度为900-1000℃。

步骤4中老化条件为100%去离子水、AC 0.5V电压、24h。

所述氢氧化钠溶液中含有1.8wt.%甘油。

实施例3

一种基于钛酸钠的湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：