專利名稱：基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器及納米材料的成膜工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器及納米材料成膜工藝，屬于發(fā)光氣敏傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明的特征在于，它含有加熱器，與上述加熱器相連的陶瓷基底，涂在陶瓷基底另一側(cè)面上的納米材料膜以及套裝在由加熱器，陶瓷基底和納米材料膜構(gòu)成的發(fā)光氣敏傳感元件外且?guī)в羞M(jìn)樣和出樣用口的石英封裝件。
本發(fā)明的基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器的納米材料成膜工藝的特征還在于，它依次含有以下步驟1、把納米材料(1～100)nm與水按質(zhì)量比1∶100～100∶1混合成膠狀液；2、用(0.1～100)mm/min的速度提拉浸于膠狀液中的陶瓷加熱器；3、干燥后放于馬弗爐中按(100～800)℃溫度燒結(jié)。膜厚在100nm～2mm。
其中步驟(1)中的水可以用該納米材料的前驅(qū)體代替，其中的干燥溫度為等于100℃或在100℃以下。
使用證明它達(dá)到預(yù)期目的。


圖1本發(fā)明所述傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
實(shí)施例2把納米材料SrCO3燒結(jié)在陶瓷加熱器的表面，其工藝步驟為把SrCO3與水按1∶20比例混合成膠，提拉法鍍膜5次，在100℃下干燥30分鐘，在550℃下燒結(jié)2小時(shí)，所得膜厚為0.5mm。工作溫度(100～500)℃范圍內(nèi)，載氣氣體N2∶O2混合氣(配比1∶99～99∶1)，流速在(50～500)mL/min內(nèi)，檢測(cè)波長(zhǎng)的范圍為(400～700)nm。取定量的氣體，如10mL乙醇(丁烷或芳烴類化合物也可)按實(shí)施例1的方式進(jìn)行，其光信號(hào)隨氣體濃度呈線性變化，對(duì)乙醇?xì)怏w而言，其線性范圍為(6～3750)ppm。
實(shí)施例3把納米材料CrO3燒結(jié)在陶瓷加熱器的表面，其工藝步驟同實(shí)施例2。在工作溫度(100～600)℃范圍內(nèi)，載氣氣體與流速與實(shí)施例2相同，檢測(cè)波長(zhǎng)的范圍為(400～700)nm，取10mL NH3氣體，如實(shí)施例1的方式檢測(cè)，光信號(hào)隨氣體濃度呈線性變化，對(duì)NH3氣體，其線性范圍為(10～7500)ppm。
實(shí)施例4把摻雜Eu3+/2+的納米材料SrCO3(摻雜比為含Eu 0％～10％質(zhì)量比)按實(shí)施例2的工藝步驟燒結(jié)在陶瓷加熱器表面，所得膜厚為0.5mm。在工作溫度為(50～500)℃，載氣氣體和流速與實(shí)施例2相同的條件下其檢測(cè)波長(zhǎng)的范圍為(400～700)nm。取10mL乙醇按實(shí)施例1的方式檢測(cè)，其光信號(hào)隨氣體濃度呈線性變化，對(duì)于乙醇?xì)怏w，其線性范圍為(1～2000)ppm。
實(shí)施例5把摻雜Pt的納米材料Cr2O3∶LaCoO3∶Pt(摻雜比為70∶25∶5質(zhì)量比)燒結(jié)在陶瓷加熱器表面，其工藝步驟與實(shí)施例2同，所得膜厚為0.5mm。在工作溫度、載氣氣體、流速與實(shí)施例3相同的條件下，檢測(cè)波長(zhǎng)的范圍為(400～700)nm。取10mL NH3氣體，按實(shí)施例1的方式檢測(cè)，其光信號(hào)隨氣體濃度呈線性變化，對(duì)于NH3氣體而言，其線性范圍為(1～5000)ppm。
使用證明本發(fā)明所述的傳感器對(duì)有機(jī)化合物和氨氣有很好的響應(yīng)，可用本發(fā)明的化學(xué)光傳感器檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器，其特征在于它含有加熱器，與上述加熱器相連的陶瓷基底，涂在陶瓷基底另一側(cè)面上的納米材料膜以及套裝在由加熱器，陶瓷基底和納米材料膜構(gòu)成的發(fā)光氣敏傳感元件外且?guī)в羞M(jìn)樣和出樣用口的石英封裝件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器其特征在于所述的納米材料是TiO2、Cr2O3或SrCO3中的任何一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器其特征在于所述的納米材料是SrCO3∶Eu3+/2+或Cr2O3∶LaCoO3∶Pt中的任何一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器其特征在于所述的陶瓷基底是二氧化硅陶瓷基底。
5.基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器的納米材料成膜工藝，其特征在于它依次含有以下步驟(1)把納米材料(1～100)nm與水按質(zhì)量比1∶100～100∶1混合成膠狀液；(2)用(0.1～100)mm/min的速度提拉浸于膠狀液中的陶瓷加熱器；(3)干燥后放于馬弗爐中按(100～800)℃溫度燒結(jié)即可，膜厚控制在100nm～2mm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器的納米材料成膜工藝，其特征在于所述的步驟(1)中的水可用該納米材料的前驅(qū)體代替。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器的納米材料成膜工藝，其特征在于所述的步驟(1)中的干燥溫度為等于或小于100℃。
全文摘要
基于納米材料的發(fā)光氣敏傳感器及納米材料的成膜工藝，屬于發(fā)光氣敏傳感器領(lǐng)域，其特征在于，傳感器含有加熱器、與加熱器相連的陶瓷基底，涂在陶瓷基底另一側(cè)面上的納米材料膜以及套裝在由加熱器、陶瓷基底和納米材料膜構(gòu)成的傳感器外且?guī)в羞M(jìn)、出樣口的石英封裝件。納米材料的成膜工藝采用提拉法在把納米材料與其前驅(qū)體或水按質(zhì)量比1∶100～100∶1混合成膠后，按(0.1～100)mm/min速度提拉浸于膠狀物中的陶瓷加熱器，干燥后在馬弗爐中按(100～800)℃溫度燒結(jié)，膜厚控制在100nm～2mm之間。納米材料可用TiO
文檔編號(hào)G01N21/76GK1435685SQ0210361
公開(kāi)日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2002年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月29日
發(fā)明者張新榮, 朱永法, 施進(jìn)軍 申請(qǐng)人:清華大學(xué)