[发明专利]基于锰掺杂硫化锌纳米晶的爆炸物传感器阵列的制备方法

摘要

本发明涉及一种基于锰掺杂硫化锌纳米晶的爆炸物传感器阵列的制备方法，该方法中涉及的装置是由8个传感器、陶瓷基底和16个电极组成，利用锰离子掺杂造成表面态和电子耗尽层的变化，并由此引起各传感器间检测性能的差异，采用雷达指纹图谱的数据处理方法，在室温下可实现对2种制式爆炸物三硝基甲苯和2,4‑二硝基甲苯以及6种非制式爆炸物原料硝酸钾、黑火药、高锰酸钾、硫磺、农用尿素化肥和尿素的快速（1‑7秒）识别检测，弥补了传统传感器无法识别和误报率高的缺点。本发明所涉及的传感器阵列制备方法简单，具有在室温下进行非接触式识别检测的优点，极大的增强了传感器阵列的实用性。

主权项

一种基于锰掺杂硫化锌纳米晶的爆炸物传感器阵列的制备方法，其特征在于该方法中涉及的装置是由第一传感器（1）、第二传感器（2）、第三传感器（3）、第四传感器（4）、第五传感器（5）、第六传感器（6）、第七传感器（7）、第八传感器（8）、第一电极（9）、第二电极（10）、第三电极（11）、第四电极（12）、第五电极（13）、第六电极（14）、第七电极（15）、第八电极（16）、第九电极（17）、第十电极（18）、第十一电极（19）、第十二电极（20）、第十三电极（21）、第十四电极（22）、第十五电极（23）、第十六电极（24）和陶瓷基底（25）组成，在陶瓷基底（25）上分别上下固定第二传感器（2）、第四传感器（4）、第六传感器（6）和第八传感器（8）及第一传感器（1）、第三传感器（3）、第五传感器（5）和第七传感器（7），第一传感器（1）通过上端和下端的连接线分别与第一电极（9）和第二电极（10）连接，第二传感器（2）通过上端和下端的连接线分别与第三电极（11）和第四电极（12）连接，第三传感器（3）通过上端和下端的连接线分别与第五电极（13）和第六电极（14）连接，第四传感器（4）通过上端和下端的连接线分别与第七电极（15）和第八电极（16）连接，第五传感器（5）通过上端和下端的连接线分别与第九电极（17）和第十电极（18）连接，第六传感器（6）通过上端和下端的连接线分别与第十一电极（19）和第十二电极（20）连接，第七传感器（7）通过上端和下端的连接线分别与第十三电极（21）和第十四电极（22）连接，第八传感器（8）通过上端和下端的连接线分别与第十五电极（23）和第十六电极（24）连接，具体操作按下列步骤进行：气敏材料的制备：a、按摩尔比100:0‑20将乙酸锌和乙酸锰溶解于40‑50 mL去离子水中，超声20分钟得到锌锰混合物溶液，锌离子的浓度为1‑1.5 mol/L；b、将步骤a中得到的混合物通入氮气30 分钟后，取与乙酸锌等摩尔量的硫化钠溶于10 mL的去离子水中，超声5分钟，保持硫化钠的浓度为4‑6 mol/L，再将硫化钠溶液逐滴加入通入氮气的混合物中，在温度0‑30℃条件下持续搅拌反应3‑8 小时，得到锰离子掺杂浓度分别为0%、1%、1.6%、2%、5%、10%、14%和20%的硫化锌纳米晶沉淀；c、将步骤b中得到的沉淀使用去离子水超声洗涤，离心分离3‑5次，然后将离心后的沉淀物在温度20‑100℃条件下干燥8‑24小时，分别得到8种浓度锰掺杂的硫化锌纳米晶粉体；电阻式气体传感器阵列的制备：d、将步骤c中得到的8种浓度锰掺杂的硫化锌纳米晶粉体分别分散在去离子水中并研磨10分钟，得到8种浓度锰掺杂的硫化锌纳米晶糊状物，再将8种浓度锰掺杂的硫化锌纳米晶糊状物分别均匀地涂覆在第一传感器（1）、第二传感器（2）、第三传感器（3）、第四传感器（4）、第五传感器（5）、第六传感器（6）、第七传感器（7）和第八传感器（8）上，在室温下干燥，组成气体传感器阵列。