[发明专利]单根多孔微米管结构的气敏材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种单根多孔微米管结构的气敏材料，其特征在于，所述的气敏材料化学成分为金属氧化物，其结构复制了蝶翅刚毛多孔管结构，其长度为200～1500微米，直径为1～5微米，孔径为100～600纳米，且其管壁上分布有规则排列的孔隙。

2.根据权利要求1所述的单根多孔微米管结构的气敏材料，其特征在于，所述金属氧化物为ZnO、SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃。

3.一种单根多孔微米管结构的气敏材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）选取蝶翅，并选取所述蝶翅上刚毛富集的部分；

（2）对选定的刚毛富集的蝶翅部分进行去除无机盐和杂质的预处理；

（3）将预处理后的刚毛富集的蝶翅部分在室温下浸入前驱体溶液中，5～30h后取出，并进行冲洗、干燥，其中，所述前驱体溶液为金属盐溶液；

（4）将刚毛从蝶翅鳞片基体上分离，转移至负载体上并均匀分散排布；

（5）将所述负载体上的刚毛进行烧结，之后冷却至室温，即得到单根多孔微米管结构的气敏材料。

4.根据权利要求3所述单根多孔微米管结构的气敏材料的制备方法，其特征在于，所述蝶翅选自大紫蛱蝶蝶翅或绿带翠凤蝶蝶翅的一种。

5.根据权利要求3所述单根多孔微米管结构的气敏材料的制备方法，其特征在于，所述对刚毛富集的蝶翅部分进行去除无机盐和杂质的预处理方法为：将所述刚毛富集的蝶翅部分浸于稀盐酸中，溶液中滴加若干滴有助于蝶翅浸润的有机试剂，进行浸泡清洗，之后取出冲洗并干燥。

6.根据权利要求3所述单根多孔微米管结构的气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，金属盐溶液选自硫酸锌、氯化锌、醋酸锌、硝酸锌、氯化锡、硫酸钛、氯化铁、硝酸铁和硝酸锡溶液的一种或几种。

7.根据权利要求3或6所述单根多孔微米管结构的气敏材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液的浓度为1%到室温下的饱和浓度。

8.根据权利要求3所述单根多孔微米管结构的气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，将所述负载体上的刚毛进行烧结的方法为：将所述负载有刚毛的负载体放置在烧结设备内，以1～2℃/min的速率从室温升至400℃～600℃，然后在最高温度保温1～4h，之后冷却至室温。

9.一种单根多孔微米管的气敏测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）显微镜下，在单根多孔微米管两端涂上导电材料作为接触电极；

（2）将涂有导电材料的单根多孔微米管置于一封闭容器内；

（3）用导线将所述接触电极与数字源表相连；

（4）用数字源表进行精密的电流测试，通入样品气体进行该单根多孔微米管的气敏检测。

10.根据权利要求9所述的单根多孔微米管的气敏测试方法，其特征在于，所述样品气体为还原性气体。

11.根据权利要求10所述的单根多孔微米管的气敏测试方法，其特征在于，所述还原性气体为丙酮、乙醇、甲醛、CO、NO、H₂、NH₃、HCl中的一种或几种。

12.一种单根多孔微米管结构的气敏材料在微型气体传感器件的结构与功能设计中的应用。