] 1)將200mg上述氣敏材料經(jīng)瑪瑙研缽研磨IOmin ;
[0067] 2)取0. 5mL乙醇加入到瑪瑙研缽中，繼續(xù)研磨，期間，漿料研磨干時(shí)繼續(xù)滴加乙醇 研磨，最終得到均勻的漿狀氣敏材料；
[0068] 3)用絲網(wǎng)印刷機(jī)將粘稠的氣敏材料印刷到經(jīng)丙酮浸泡、乙醇洗凈后的金叉指電極 上，使?jié){料均勻敷在平板式氣敏元件表面，空氣中90°C放置12h使其干燥后，置于500°C退 火處理3h，得檢測CO的平板式氣敏元件。
[0069] 將平板式氣敏元件置于測試儀器中，通電流老化24h，再進(jìn)行氣敏測試。在最佳工 作溫度200°C下，對(duì)200ppm CO的靈敏度為4. 2(見圖4)。
[0070] 對(duì)比實(shí)施例
[0071] 制備二氧化錫空心納米球，其制備方法包括以下步驟：
[0072] 1)將2. Og尿素、(λ 3g K2SnO3 · 3H20溶于30mL水中，然后加入20mL無水乙醇，攪 拌得奶白色懸浮液I ;稱取〇. 3g SiO2納米球超聲分散于40mL水中，得懸浮液II ;將配制的 懸浮液I和II混合，攪拌混合均勻，然后轉(zhuǎn)移到IOOmL聚四氟乙烯高壓釜中，在170°C下反 應(yīng)30h，冷卻后所得沉淀進(jìn)行離心分離和洗滌，然后分散于IOmL去離子水中，得分散液III ; 2)配制40~50mL，2mol/L的NaOH溶液，升溫至50°C，再加入分散液III，攪拌5h，所得產(chǎn) 物經(jīng)去離子水洗滌、干燥，最后在500°C焙燒4h，得到所述的二氧化錫空心納米球（其X射 線衍射圖見圖1)。
[0073] 將本實(shí)施例制得的二氧化錫空心納米球作為敏感材料用于制備氣敏元件，包括以 下步驟：
[0074] 1)將200mg上述氣敏材料經(jīng)瑪瑙研缽研磨IOmin ;
[0075] 2)取0. 5mL乙醇加入到瑪瑙研缽中繼續(xù)研磨，漿料研磨干時(shí)繼續(xù)滴加乙醇研磨， 得均勻的漿狀氣敏材料；
[0076] 3)用絲網(wǎng)印刷機(jī)將粘稠的氣敏材料印刷到經(jīng)丙酮浸泡、乙醇洗凈后的金叉指電極 上，使?jié){料均勻敷在電極片表面，然后在空氣中90°C下放置12h使其干燥后，置于500°C退 火處理4h，得檢測CO的平板式氣敏元件。
[0077] 將平板式氣敏元件置于測試儀器中，通電流老化24h，再進(jìn)行氣敏測試（見圖4)。
[0078] 圖4是實(shí)施例1~4制得的鈀摻雜二氧化錫空心納米球和對(duì)比施例制備的二氧化 錫空心納米球分別作為氣敏材料，在不同溫度下對(duì)200ppm CO的氣敏響應(yīng)圖，其中實(shí)施例1 表現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏性能，其最佳操作溫度為150°C，且具有較好的選擇性。Imol % (Pd與Sn 的摩爾比為1.0% :1)是最佳摻雜比的原因可能是：當(dāng)摻雜比例低于lmol%時(shí)，材料對(duì)CO 的響應(yīng)隨著Pd的摻雜比例的增加而增強(qiáng)可能是由于溢出效應(yīng)；當(dāng)摻雜比例大于lm〇l%時(shí)， 由于PdO的團(tuán)聚阻礙了 PdO和Sn022間的有效聯(lián)系，導(dǎo)致溢出效應(yīng)的效果變差，對(duì)CO的響 應(yīng)降低。圖5是實(shí)施例1制備的鈀摻雜二氧化錫空心納米球在最佳溫度150°C下，對(duì)濃度 范圍為20~500ppm CO的氣敏響應(yīng)圖，材料對(duì)50、IOOppm CO的響應(yīng)靈敏度分別為2. 56和 5. 26,表明本發(fā)明制備的鈀摻雜二氧化錫空心納米球在靈敏度方面表現(xiàn)出了良好的特性。
[0079] 圖6是實(shí)施例1制備的鈀摻雜二氧化錫空心納米球在最佳溫度150°C下，對(duì)濃度 為200ppm的一氧化碳、乙醇、甲醇、甲醛和甲苯的氣敏響應(yīng)圖，說明利用本發(fā)明制備的鈀摻 雜二氧化錫空心納米球?qū)O表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性。
[0080] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種檢測CO的氣敏材料，其特征在于，所述氣敏材料由鈀摻雜二氧化錫空心納米球 制備而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏材料，其特征在于，所述的鈀摻雜二氧化錫空心納米球 為四方金紅石相，直徑為180~200nm，空心球的壁厚為8~IOnm 0
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣敏材料，其特征在于，所述的鈀摻雜二氧化錫空心納米球 的制備方法為：將二氧化錫空心納米球超聲分散于水中，以Pd: Sn為（0. 5~5) : 100的摩爾 比加入鈀鹽溶液，混合攪拌后，調(diào)節(jié)所得混合溶液的PH至9~10,將混合溶液進(jìn)行離心分 離、干燥，所得固體產(chǎn)物升溫至500~600°C焙燒2~4h，得灰白色粉末，即所述的鈀摻雜二 氧化錫空心納米球。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣敏材料，其特征在于，所述鈀鹽溶液為Pd(N0 3)2溶液或 Na2PdCl4 溶液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氣敏材料，其特征在于，所述二氧化錫空心納米球的制 備方法為：1)將尿素和錫酸鉀以20:3的質(zhì)量比溶于水中，然后加入無水乙醇，攪拌得懸浮 液I ;將Si02m米球超聲分散于水中，所述SiO2納米球與錫酸鉀的質(zhì)量比為1:1，得懸浮液 II ;將配制的懸浮液I和II混合，攪拌混合均勻，然后轉(zhuǎn)移到IOOmL聚四氟乙烯高壓釜中， 在170~180°C下反應(yīng)28~32h，冷卻后所得沉淀進(jìn)行離心分離和洗滌，然后分散于去離子 水中，得分散液ΠΙ ;2)以NaOH:SiO2納米球> 1:1的摩爾比配制NaOH溶液，升溫至50~ 55°C，再加入分散液III，攪拌4~6h，所得產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥，最后在500~600°C下焙燒 2~4h，得所述的二氧化錫空心納米球。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣敏材料，其特征在于，所述SiO 2納米球的尺寸為160~ 180nm。
7. 權(quán)利要求1所述的氣敏材料制作CO氣敏元件的方法，其特征在于，包括以下步驟： 將上述氣敏材料加無水乙醇研磨成漿狀，均勻滴附在電極陶瓷管表面或金叉指電極上，干 燥后，經(jīng)過退火，制得旁熱式氣敏元件或平板式CO氣敏元件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣敏材料制作CO氣敏元件的方法，其特征在于，所述的退火 工藝為：以1~5°C /min的速率升溫至500~600°C焙燒2~4h。
9. 權(quán)利要求1所述的氣敏材料制作旁熱式CO氣敏元件的方法，其特征在于，包括以下 步驟： 1) 將上述氣敏材料經(jīng)瑪瑙研缽研磨5~IOmin ; 2) 將乙醇加入瑪瑙研缽中，繼續(xù)研磨，漿料研磨干時(shí)繼續(xù)滴加乙醇研磨，得均勻的漿狀 氣敏材料； 3) 將均勻的漿狀氣敏材料滴加到經(jīng)二氯乙烯洗凈后干燥的Al2O3陶瓷管上，緩慢旋轉(zhuǎn) 管軸，使其漿料均勻敷在電極管表面，然后在空氣中80~KKTC下放置12h后使其干燥，置 于500~600°C下退火處理2~4h，得旁熱式CO氣敏元件。
10. 權(quán)利要求1所述的氣敏材料制作平板式CO氣敏元件的方法，其特征在于，包括以下 步驟： 1) 將上述氣敏材料經(jīng)瑪瑙研缽研磨5~IOmin ; 2) 將乙醇加入瑪瑙研缽中，繼續(xù)研磨，漿料研磨干時(shí)繼續(xù)滴加乙醇研磨，得均勻的漿狀 氣敏材料； 3)用絲網(wǎng)印刷機(jī)將漿狀氣敏材料印刷到經(jīng)丙酮浸泡、乙醇洗凈后的金叉指電極上，使 漿料均勻敷在電極片表面，然后在空氣中80~100°C下放置12h后使其干燥，置于500~ 600°C下退火處理2~4h，得平板式CO氣敏元件。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測CO的氣敏材料，所述氣敏材料由鈀摻雜二氧化錫空心納米球制備而成，所述的鈀摻雜二氧化錫空心納米球?yàn)樗姆浇鸺t石相，直徑為180～200nm，空心球的壁厚為8～10nm。以鈀摻雜二氧化錫空心納米球作為氣敏材料應(yīng)用于傳感器傳感層，可表現(xiàn)出良好的選擇性和靈敏度，并具有較低的最佳操作溫度，符合一氧化碳?xì)饷魝鞲衅骷囊蟆?br>【IPC分類】B82B1-00, B82Y30-00, B82Y40-00, B82B3-00, G01N27-00
【公開號(hào)】CN104649222
【申請?zhí)枴緾N201510094224
【發(fā)明人】劉善堂, 汪承南
【申請人】武漢工程大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月3日