[发明专利]基于CdSnO3

说明书

一种基于CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒为敏感层的异丙醇气体传感器及其制备方法，属于气体传感器技术领域。该传感器从下至上依次由带有Pd金属叉指电极的Al₂O₃衬底、在Pd金属叉指电极和Al₂O₃衬底上采用涂覆技术制备的CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒敏感层组成；本发明采用CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒作为敏感材料，不但应用了非晶态CdSnO₃纳米颗粒的表面悬挂键的优势，还可以有效地利用量子点本身较大的比表面积提高气敏响应。同时本发明采用的工艺简单、制得的器件体积小、适于大批量生产，因而具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于气体传感器技术领域，具体涉及一种基于CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒为敏感层的异丙醇气体传感器及其制备方法。

背景技术

随着信息化和数字化的高速发展，人们在享受物质财富极大丰富的同时，也正遭受着环境污染给我们带来的危害。愈来愈多的有毒有害气体被排放到空气当中，例如煤炭燃烧、汽车尾气中的二氧化硫和氮氧化物，建筑材料中释放的有机挥发性有毒气体苯、甲醛、二甲苯，及化工生产中排放的易燃易爆气体乙醇、氢气、异丙醇等。这些易燃易爆、有毒有害气体一旦泄漏，不仅会对环境造成严重的污染，还会严重威胁人类的健康。因此，出于对环境保护和人身安全的考虑，研究并开发一些响应度高、选择性好、检测速度快的高性能气体传感器就显得十分重要。

异丙醇是一种无色、易燃、有毒且有刺激性气味的有机挥发性化合物，通常被用作工业溶剂、清洗剂以及萃取剂。当异丙醇气体泄漏到空气中且达到一定浓度时，遇明火就会发生爆炸，从而威胁人类生命健康和财产安全。如果能在异丙醇发生泄漏的初期(浓度低于爆炸下限)进行探测并发出警报，就可以快速地控制气体泄漏，避免爆炸的发生，保护人们的生命健康及财产安全。因此，研发响应度高、检测下限低、响应速度快的异丙醇气体传感器具有重要的现实意义。

气体传感器是利用敏感材料直接吸附检测气体，使得材料的电学性质等发生变化，通过检测外围电路敏感元件的输出信号变化来检测气体浓度。用于气体传感的材料有很多，目前主要应用金属氧化物半导体敏感材料。材料的形貌与半导体敏感材料的气敏性能息息相关，而表面修饰物可以通过改善材料的表面活性和催化活性而提高气敏性能。因此，往往通过合成不同形貌的敏感材料以及选择不同的修饰材料来改善气敏性能。除此之外，敏感材料的结构也对气敏性能有影响。在这之中，异质结构被广泛研究并应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒为敏感层的异丙醇气体传感器及其制备方法。该方法简单易行、工序少、成本低廉、对设备要求低，能够提高传感器对异丙醇气体的气敏响应，适于大批量生产，具有重要的应用价值。

本发明所述的是一种基于CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒为敏感层的异丙醇气体传感器，从下至上依次由带有Pd金属叉指电极的Al₂O₃衬底、在Pd金属叉指电极和Al₂O₃衬底上采用涂覆技术制备的CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒敏感层组成；其中CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒的粒径为80～100nm，Pd金属叉指电极的宽度和间距均为0.15～0.20mm，厚度为100～150nm。

本发明所述的基于CdS量子点修饰的多孔立方体结构CdSnO₃纳米颗粒为敏感层的异丙醇气体传感器的制备方法，其步骤如下：

(1)Pd金属叉指电极的处理