[发明专利]一种高气体响应和选择性的LaFeO3

权利要求书

1.一种高气体响应和选择性的LaFeO₃基乙醇气体传感器元件，其特征在于：利用溶胶凝胶法，分别制备LaFeO₃和BaTiO₃纳米粉体，LaFeO₃纳米粉体和BaTiO₃纳米粉体按照摩尔比为2:1混合，马弗炉中190-210℃下烧结2h，获得纳米气敏材料，然后制备成旁热式陶瓷管结构气体传感器元件；

具体制备方法为：

（1）制备LaFeO₃纳米粉体：等化学计量比的La(NO₃)₃·6H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O，溶于去离子水中，按阳离子总和与柠檬酸的摩尔比为1:2加入柠檬酸，按照制备1mol LaFeO₃纳米粉体添加10g聚乙二醇PEG-6000的比例加入聚乙二醇PEG-6000，置于70-80℃水浴锅中搅拌形成溶胶，继续搅拌至干凝胶状态；将干凝胶放入坩埚中380-420℃加热，至干凝胶燃烧完全变成粉末态，不再燃烧为止，去除有机物，所得粉末研磨后放入马弗炉，在590-610℃下烧结2 h，得到纳米级LaFeO₃粉体；

（2）制备BaTiO₃纳米粉体：等化学计量比的Ba(NO₃)₂和[CH₃(CH₂)₃O]₄Ti溶于去离子水中，按阳离子总和与柠檬酸的摩尔比为1:2加入柠檬酸，按照制备1mol BaTiO₃纳米粉体添加10g聚乙二醇PEG-6000的比例加入聚乙二醇PEG-6000，置于70-80℃水浴锅中搅拌形成溶胶，继续搅拌至干凝胶状态；将干凝胶放入坩埚中380-420℃加热，至干凝胶燃烧完全变成粉末态，不再燃烧为止，去除有机物，所得粉末研磨后放入马弗炉，在890-910℃下烧结3h，得到纳米级BaTiO₃粉体；

（3）制备纳米气敏材料：将所制备的纳米级LaFeO₃粉体和纳米级BaTiO₃粉体按照摩尔比为2：1混合，研磨后放入马弗炉，在190-210℃下烧结2h，得到纳米气敏材料；

（4）制备旁热式陶瓷管结构气体传感器元件：取0.1±0.05g纳米气敏材料置于玛瑙研钵中，加入0.025±0.005g玻璃纤维，滴加入0.2-0.3ml的松油醇，研磨至糊状，在带有两个环状金电极及四根Pt导线的陶瓷管芯外表面均匀涂抹一层糊状物，放入马弗炉，90-110℃下退火10min；然后均匀涂抹第二层加有玻璃纤维和松油醇的糊状物，放入马弗炉，在90-110℃下退火10min；再次均匀涂抹第三层加有玻璃纤维和松油醇的糊状物，放入马弗炉，在190-210℃下退火2h；将电阻为35±2Ω的Ni-Cr加热丝穿过陶瓷管和四根电极导线一起焊接于传感器底座上，安装外罩套环，利用老化台在120 mA电流下老化24h，制成旁热式气体传感器元件。

2.根据权利要求1所述的一种高气体响应和选择性的LaFeO₃基乙醇气体传感器元件，其特征在于：步骤（4）中涂抹的3层糊状物每层厚度为35-45um。

3.根据权利要求1所述的一种高气体响应和选择性的LaFeO₃基乙醇气体传感器元件，其特征在于：所述纳米级LaFeO₃粉体晶体结构为独立的LaFeO₃正交结构，所述纳米级BaTiO₃粉体为单相立方结构，颗粒大小均为22.9至47.8nm。

4.根据权利要求1所述的一种高气体响应和选择性的LaFeO₃基乙醇气体传感器元件，其特征在于：所制备的旁热式气体传感器元件对乙醇的工作温度为128℃。