[发明专利]丙酮气敏材料和丙酮气体传感器的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种丙酮气敏材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将钌源、锡源和高分子聚合物混合，然后加至溶剂中，进行超声处理和搅拌，得到前驱体溶液；

S2：将步骤S1获得的前驱体溶液进行静电纺丝，得到含钌锡的纳米纤维材料；

S3：对步骤S2获得的含钌锡的纳米纤维材料进行热处理，除去高分子聚合物，得到RuO₂掺杂SnO₂多孔纳米管的粉体。

2.根据权利要求1所述的丙酮气敏材料的制备方法，其特征在于：

在步骤S1中，所述钌源为SnCl₂·2H₂O，所述锡源为RuCl₃·3H₂O，所述SnCl₂·2H₂O中的SnCl₂和所述RuCl₃·3H₂O中的RuCl₃的摩尔比为(20～100):1。

3.根据权利要求2所述的丙酮气敏材料的制备方法，其特征在于：

在步骤S1中，所述高分子聚合物为PVP；所述SnCl₂·2H₂O与所述PVP的质量比为1:(2～3)。

4.根据权利要求1所述的丙酮气敏材料的制备方法，其特征在于：

在步骤S1中，所述溶剂由乙醇和DMF调剂而成，所述乙醇和所述DMF的体积比为(1～1.2):1。

5.根据权利要求1～4任一所述的丙酮气敏材料的制备方法，其特征在于：

在步骤S2中，所述静电纺丝过程中，注射器的针头为22G，所述针头正极与衬底间距为10～20cm，所述针头和所述衬底之间电压为12～18kV，进样流速为0.2～0.5ml/h，持续时间为2h。

6.根据权利要求1～4任一所述的丙酮气敏材料的制备方法，其特征在于：

在步骤S3中，所述热处理为加热至500℃，并保温2h。

7.根据权利要求1～4任一所述的丙酮气敏材料的制备方法，其特征在于：

在步骤S1中，所述超声处理的持续时间为60min，所述搅拌的时间为6h。

8.一种丙酮气敏材料，其特征在于：

为RuO₂掺杂SnO₂的粉体，并形成SnO₂多孔纳米管结构；所述丙酮气敏材料可感应气体丙酮的浓度大于等于20ppb。

9.一种丙酮气体传感器的制备方法，其特征在于：

将权利要求1～8任一所述的RuO₂掺杂SnO₂多孔纳米管粉体与去离子水调至糊状，适量均匀涂敷在带有间距100μm金叉指电极的氧化铝基板，在60℃干燥箱中放置24小时。

10.一种丙酮气体传感器的应用，其特征在于：

将权利要求9获得的丙酮气体传感器应用于I型糖尿病患者的检测；所述丙酮气体传感器可感应气体丙酮的浓度大于等于20ppb。