[发明专利]一种基于介孔ZnFe2O4敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法

摘要

一种基于介孔ZnFe₂O₄敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法，属于半导体氧化物气体传感器技术领域。本发明是利用硬模板法制得的介孔ZnFe₂O₄的敏感材料。利用介孔结构具有较大的比表面积以及联通的孔道，进而有效地提高了传感器对于CH₃COCH₃的敏感特性。此外，本发明所采用的传感器结构是由带有2个环形金电极的Al₂O₃绝缘陶瓷管、涂覆在环形金电极和Al₂O₃绝缘陶瓷管上的半导体敏感材料、以及穿过Al₂O₃绝缘陶瓷管的镍铬合金加热线圈组成。器件工艺简单，体积小，适于大批量生产，因而在检测环境中CH₃COCH₃含量方面有广阔的应用前景。

主权项

一种基于介孔ZnFe₂O₄敏感材料的丙酮气体传感器，由外表面带有2个分立的环形金电极(4)的Al₂O₃绝缘陶瓷管(1)、穿过Al₂O₃绝缘陶瓷管(1)内部的镍镉加热线圈(3)以及涂覆在Al₂O₃绝缘陶瓷管(1)外表面和环形金电极(4)上的敏感材料薄膜(2)构成，每个环形金电极(4)上连接着一对铂丝(5)；其特征在于：敏感材料薄膜(2)由介孔ZnFe₂O₄敏感材料涂覆后所得，且该材料由如下步骤制备得到，①首先将0.8～1.2g硝酸铁和1.3～1.8g硝酸锌溶于0.4～0.7g柠檬酸的20～40mL乙醇溶液中，在室温下持续搅拌20～50min；②将0.8～1.5g介孔分子筛KIT‑6硬模板加入到步骤①得到的溶液中，在35℃～50℃水浴条件下反应2～4小时，干燥后将粉料在300℃～500℃条件下高温烧结1～4小时后取出；③将步骤②得到的煅烧粉料溶解到浓度为2～4mol/L氢氧化钠溶液中，室温下搅拌2～3小时将KIT‑6硬模板去除，之后将生成的沉淀用去离子水和乙醇离心清洗，再在60～120℃条件下干燥，从而得到了具有介孔结构的ZnFe₂O₄纳米敏感材料粉末。