[发明专利]一种高浓度氢气传感器及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种半导体式高浓度氢气传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在亲水性平整基片上形成有序排列的、单层的有机胶体球阵列层；

S2、以水为溶剂，将四氯化锡或硝酸铟与硝酸铝、氯化钯、氯金酸、氯铂酸混合，得到前驱体溶液，将附着有机胶体球阵列层的亲水性平整基片浸入前驱体溶液中，有机胶体球阵列层从平整基片上脱落后漂浮在前驱体溶液中，有机胶体球之间的空隙充满前驱体溶液；

S3、将前驱体溶液中的有机胶体球阵列层转移到经亲水处理的陶瓷管器件的表面；

S4、将覆盖有有机胶体球阵列层的陶瓷管器件置于60-120℃下干燥处理10-30min，至有机胶体球空隙中前驱体溶液中的溶剂挥发，在相邻的有机胶体球之间以及有机胶体球与陶瓷管之间的空隙中产生析出物；

S5、然后置于400-600℃下退火1-2h去除胶体球，在陶瓷管传感器基底上形成有序多孔薄膜，即制得半导体式高浓度氢气传感器。

2.根据权利要求1所述的半导体式高浓度氢气传感器的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中四氯化锡或硝酸铟的浓度为0.1-0.3mol/L，硝酸铝的浓度为0.01-0.03mol/L，氯化钯、氯金酸和氯铂酸的浓度相同且为0.001-0.01mol/L。

3.根据权利要求1所述的半导体式高浓度氢气传感器的制备方法，其特征在于，在亲水性的平整基片上形成有机胶体球阵列层的方法如下：平整基片进行亲水性处理，将直径150-500nm、质量含量为10wt％的有机胶体球水溶液按照1:1的体积比与乙醇混合，得到有机胶体球混合液；将混合液从经亲水性处理的平整基片的边缘缓慢滴到平整基片上，有机胶体球在空气-水界面上自组装并形成单层有机胶体球阵列，自然干燥。

4.根据权利要求3所述的半导体式高浓度氢气传感器的制备方法，其特征在于，所述平整基片进行亲水性处理的具体步骤如下：1)将平整基片在乙醇中超声清洗，随后用去离子水清洗；2)再置于去离子水中超声清洗并，烘干；3)将烘干后的平整基片置于等离子体清洗机中处理，获得清洁、亲水的表面。

5.根据权利要求1所述的半导体式高浓度氢气传感器的制备方法，其特征在于，步骤S3中的陶瓷管器件在使用前置于等离子体清洗机中清洗以获得表面清洁、亲水的表面。

6.根据根据权利要求1或3所述的半导体式高浓度氢气传感器的制备方法，其特征在于，所述平整基片的材质为载玻片、硅片或陶瓷片。

7.根据根据权利要求1或3所述的半导体式高浓度氢气传感器的制备方法，其特征在于，所述有机胶体球的成分为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

8.一种权利要求1-7任意一项所述的制备方法制得的半导体式高浓度氢气传感器。

9.一种权利要求8所述的半导体式高浓度氢气传感器在检测氢气上的用途，其特征在于，氢气的体积浓度为1％以上。