專利名稱：一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器。具體涉及用堿式銻酸鈣作為氣敏元件修飾材料，制備一種用于檢測(cè)空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的高靈敏氣敏傳感器，屬于環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測(cè)和氣敏傳感技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
揮發(fā)性有機(jī)化合物是指含碳的任何揮發(fā)性化合物，可見于很多產(chǎn)品之中，如溶劑漆料、印墨、許多消費(fèi)品、有機(jī)溶劑和石油產(chǎn)品。除了車輛，使用這些含揮發(fā)性有機(jī)化合物的產(chǎn)品亦會(huì)釋放出揮發(fā)性有機(jī)化合物，最終造成空氣污染和煙霧問題。按照世界衛(wèi)生組織的定義，揮發(fā)性有機(jī)化合物是沸點(diǎn)在50°C _250°C，室溫下飽和蒸汽壓超過133. 32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機(jī)物。按其化學(xué)結(jié)構(gòu)的 不同，可以進(jìn)一步分為八類烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他。揮發(fā)性有機(jī)物在化工生產(chǎn)中非常常見，而且被廣泛使用，由于其自身容易揮發(fā)的特點(diǎn)以及設(shè)備老化和使用不當(dāng)，容易使其造成揮發(fā)和泄漏。這些揮發(fā)的溶劑不僅造成資源的浪費(fèi)，而且在某種程度上容易對(duì)人類自身的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成危害。例如，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為一類致癌物的甲醛，對(duì)人類危害極大；乙醇、汽油等可燃性氣體揮發(fā)，遇到明火就出現(xiàn)爆炸等安全隱患。隨著人們環(huán)保意思的增強(qiáng)和對(duì)空氣質(zhì)量要求的提高，急需可以有效、定量、準(zhǔn)確的監(jiān)控和檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的高性能的氣敏傳感器。目前對(duì)揮發(fā)性有機(jī)氣體的檢測(cè)手段主要有光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法、示波極譜法和傳感器法等。由于氣敏傳感器體積小，攜帶方便，而且快速、準(zhǔn)確，所以成為檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的主要手段之一，人們力求選擇高催化活性的納米功能材料作為氣敏傳感材料，以此提高傳感器的檢測(cè)靈敏度。堿式銻酸鈣作為一種氣敏傳感材料應(yīng)用到氣敏傳感器領(lǐng)域，具有其自身的優(yōu)點(diǎn)。堿式銻酸鈣納米材料在接觸到某種氣體或有機(jī)溶劑時(shí)會(huì)引起其自身電阻的變化，通過電阻的顯著變化來體現(xiàn)對(duì)檢測(cè)氣體的靈敏度的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同氣體的檢測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器，目的是通過選擇催化活性高的納米材料改善傳感器的氣敏特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同氣體的快速、靈敏、準(zhǔn)確的檢測(cè)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器，它包括鉬絲引線、交叉電極、絕緣陶瓷管、加熱電阻絲和堿式銻酸鈣氣敏材料涂層。所述電極縱向交叉分布于絕緣陶瓷管的表面，且含有一根鉬絲引線，直接將鉬絲引線連接于檢測(cè)系統(tǒng)中。所述絕緣陶瓷管的表面，采用堿式銻酸鈣作為氣敏傳感材料，利用乙醇為溶劑研磨至糊狀，均勻涂覆，室內(nèi)干燥即可。所述加熱電阻絲從絕緣陶瓷管的內(nèi)部穿過，兩端有鉬絲引線與加熱系統(tǒng)相連。所述絕緣陶瓷管表面鑲嵌交叉電極，交叉電極上有鉬絲引線引出。應(yīng)用本實(shí)用新型制備的氣敏傳感器，對(duì)甲醛、丙酮、乙醇、甲醇、正丁醇、甲苯和二甲苯不同氣體試樣進(jìn)行檢測(cè)。 本實(shí)用新型的氣敏傳感器具有以下的技術(shù)效果(I)該傳感器通過在絕緣陶瓷管表面制備的交叉電極，提高了電子轉(zhuǎn)移的速率；通過加熱絲來提供電子躍遷的能量，有效地提高了該傳感器的傳感效率；擴(kuò)大了氣敏材料感應(yīng)的有效面積，提高了檢測(cè)氣體的靈敏度，縮小了傳感器的體積。(2)該氣敏材料合成方法簡單，傳感器的制作工藝過程簡單，易于操作。(3)本實(shí)用新型制作的氣敏傳感器用于不同揮發(fā)性有機(jī)化合物的檢測(cè)，具有較高的靈敏度和穩(wěn)定性。

圖I是本實(shí)用新型氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2是本實(shí)用新型氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)的正面圖。圖3是本實(shí)用新型氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。圖4是本實(shí)用新型對(duì)甲醛的響應(yīng)-恢復(fù)曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖I是本實(shí)用新型一種堿式銻酸鈣材料制備的氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)的剖面圖。氣敏傳感器包括鉬絲引線I、交叉電極2、絕緣陶瓷管3、加熱電阻絲4和堿式銻酸鈣氣敏材料涂層5。所述加熱電阻絲4為鎳鉻合金，從絕緣陶瓷管3的內(nèi)部穿過，兩端有鉬絲引線I與加熱系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器的制備方法，包括以下步驟。( I)電極的制備和預(yù)處理所述的本實(shí)用新型的氣敏傳感器按圖I進(jìn)行制備，并將鉬絲引線I展開，用去離子水清洗電極表面，確保其表面沒有雜質(zhì)，最后用乙醇清洗，將加熱電阻絲4從絕緣陶瓷管3內(nèi)部穿過，晾干備用。(2)堿式銻酸鈣氣敏材料的制備取16mL濃度為O. 05mol · Γ1 K2H2Sb2O7放入燒杯中，強(qiáng)烈攪拌下，逐滴加入8mL濃度為O. I mo I -T1的CaCl2，將混合物裝入反應(yīng)釜中加熱到12(Tl80°C，保持20min，在高壓條件下使其迅速冷卻至室溫，最終產(chǎn)物分離、洗滌、80°C過夜干燥備用。(3)氣敏材料的涂覆[0035]取適量堿式銻酸鈣，置于研缽中，加入適量乙醇，充分研磨至糊狀，用小毛刷均勻涂覆在絕緣陶瓷管3上，制成堿式銻酸鈣氣敏材料涂層5，室溫晾干后，經(jīng)熱處理使其穩(wěn)定，即完成氣敏傳感器的制備。(4)揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)應(yīng)用本實(shí)用新型制備的氣敏傳感器，對(duì)甲醛 、丙酮、乙醇、甲醇、正丁醇、甲苯和二甲苯不同氣體試樣進(jìn)行檢測(cè)，均表現(xiàn)出一定程度的敏感性，可以適用于所述揮發(fā)性有機(jī)化合物的檢測(cè)，本實(shí)用新型對(duì)IOOppm甲醛的響應(yīng)-恢復(fù)曲線，見圖4。
權(quán)利要求1.一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器，其特征在于，所述氣敏傳感器包括鉬絲引線(I)、交叉電極(2)、絕緣陶瓷管(3)、加熱電阻絲(4)和堿式銻酸鈣氣敏材料涂層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器，其特征在于，所述電極(2)縱向交叉分布于絕緣陶瓷管(3)的表面，且含有一根鉬絲引線(1)，直接將鉬絲引線(I)連接于檢測(cè)系統(tǒng)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器，其特征在于，所述絕緣陶瓷管(3)的表面，采用堿式銻酸鈣作為氣敏材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器，其特征在于，所述加熱電阻絲(4)從絕緣陶瓷管(3)的內(nèi)部穿過，兩端有鉬絲引線(I)與加熱系統(tǒng)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器，其特征在于，所述絕緣陶瓷管(3)的表面鑲嵌交叉電極(2)，交叉電極(2)上有鉬絲引線(I)引出。
專利摘要一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發(fā)性有機(jī)物氣敏傳感器，其構(gòu)造包括鉑絲引線、交叉電極、絕緣陶瓷管、加熱電阻絲和堿式銻酸鈣氣敏材料涂層。其特征在于，堿式銻酸鈣氣敏材料涂覆在絕緣陶瓷管表面，交叉電極縱向交叉分布于絕緣陶瓷管的表面，且含有一根鉑絲引線，直接將鉑絲引線連接于檢測(cè)系統(tǒng)中；加熱電阻絲從絕緣陶瓷管的內(nèi)部穿過，兩端有鉑絲引線與加熱系統(tǒng)相連。該傳感器制作采用縱向交叉電極分布于陶瓷管表面，利用堿式銻酸鈣氣敏傳感材料的高催化活性，快速、靈敏、準(zhǔn)確地檢測(cè)多種揮發(fā)性有機(jī)物。
文檔編號(hào)G01N27/04GK202794090SQ201220421459
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者魏琴, 吳丹, 翟慶峰, 孫蒙, 杜斌, 王曉東, 張勇, 閆良國, 李賀, 喬壯明, 劉偉華, 朱沛華, 馬洪敏, 曹偉, 張永芳, 李燕 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)