[发明专利]一种钛酸锶钡修饰二氧化钛薄膜氢气传感器的制备方法

摘要

本发明提出了一种钛酸锶钡纳米颗粒修饰二氧化钛薄膜氢气传感器及制备方法，采用磁控溅射法、旋涂法和水热法相结合，通过调控旋涂钛酸锶钡纳米颗粒的尺寸和分散性来实现对二氧化钛薄膜表面的修饰。在FTO衬底上用磁控溅射法制备二氧化钛籽晶层，用水热法在有籽晶层上制备二氧化钛薄膜，再采用旋涂法将预先用水热法制备的钛酸锶钡纳米颗粒旋涂在二氧化钛薄膜的表面，每步制备后进行退火处理，最后用磁控溅射法在其表面制备金属铂电极。经钛酸锶钡纳米颗粒修饰的二氧化钛薄膜室温下氢气探测的灵敏度显著提高。本发明制备成本低，方法简单易操作，制得的氢气传感器在室温下对氢气探测灵敏度高，重复性好，稳定性好，可广泛应用于氢气新能源领域。

主权项

1.一种钛酸锶钡纳米颗粒修饰二氧化钛薄膜氢气传感器的制备方法，其特征在于该二氧化钛薄膜氢气传感器按下列步骤制备：A.超声清洗FTO衬底，在FTO衬底上用磁控溅射法制备二氧化钛籽晶层，并在Ar保护中进行退火，温度为500℃，时间为10min；B.水热法在二氧化钛籽晶层表面制备二氧化钛薄膜；然后样品在Ar气体保护中进行退火，温度为400℃，退火时间为20min；C.旋涂法将退火后的钛酸锶钡纳米颗粒涂覆至退火后的二氧化钛薄膜表面上进行修饰；然后在Ar气保护中进行二次退火，退火温度为500℃，退火时间为10min；D.磁控溅射法在退火后的钛酸锶钡纳米颗粒修饰过二氧化钛薄膜表面制备金属铂叉指电极形成氢气传感器；该二氧化钛薄膜氢气传感器1ppm氢气浓度下灵敏度从未修饰时的8.5％提高至修饰后的11％‑21％，响应时间从未修饰时的16.3s降至修饰后的8.5s‑12.6s，回复时间从未修饰时的54.7s缩短至修饰后的34.6‑42.3s。