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】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米材料的發(fā)光氣敏傳感器及納米材料的成膜工藝，屬于發(fā)光氣敏傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的氣敏傳感器大多是電化學(xué)原理，利用氣體與傳感器材料的相互作用，引起傳感材料電導(dǎo)、電位或電流的變化，從而進(jìn)行氣體的檢測。此外還有一些如光學(xué)氣體傳感器、熒光氣體傳感器、化學(xué)發(fā)光氣體傳感器等，其普遍缺點是穩(wěn)定性差、操作復(fù)雜，由于反應(yīng)中固定化試劑不斷消耗而導(dǎo)致傳感器使用壽命縮短、質(zhì)量下降，從而影響其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種納米材料的發(fā)光氣敏傳感器，它是利用了納米材料高催化活性的特點而開發(fā)出來的一種靈敏度高、無損耗、壽命長的氣體傳感器，而且可以利用鍍膜技術(shù)，實現(xiàn)傳感器的微型化和器件化。
[0004]本發(fā)明的特征在于，它含有加熱器，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)成的發(fā)光氣敏傳感器元件外，且?guī)в羞M(jìn)樣和出樣用口的石英封裝件。
[0005]本發(fā)明的納米材料的發(fā)光氣敏傳感器及納米材料的成膜工藝的特征還在于，它依次含有以下步驟:
[0006](I)把納米材料(I?100) nm與水按質(zhì)量比1:100?100:1混合成膠狀液；
[0007](2)用(0.1?100)mm/min速度提拉浸于膠裝液中的陶瓷加熱器；
[0008](3)干燥后放入馬弗爐中按(100?800) C。溫度燒結(jié)，膜厚控制在10nm?2mm之間
[0009]其中步驟(I)中的水可用該納米材料的前驅(qū)體代替，其中的干燥溫度為等于或小于 100。。。
[0010]使用證明可達(dá)到預(yù)期目的。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明傳感器的結(jié)構(gòu)圖
[0012]圖中，1-納米材料；2_陶瓷基底；3_加熱器；4_石英管
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]把納米材料1，T12燒結(jié)在由二氧化硅陶瓷基底2和電阻絲加熱器3構(gòu)成陶瓷加熱器的表面，其工藝步驟為:把T12與前驅(qū)體Ti (OH) 4按1:10質(zhì)量比例混合成膠，用提拉法鍍膜5次，在100°C下干燥30分鐘，在馬弗爐中550°C燒結(jié)2小時，所得厚膜為0.5mm。電阻絲加熱器3夾在上下兩層陶瓷基底平面2中，工作溫度在(100?500) °C范圍內(nèi)，載氣氣體為隊:02混合氣(配比為1:99?99:1)，流速在(50?500)111171^11，檢測波長范圍為(400?700)nm。取定量氣體，如1mL乙醇(丙酮或芳輕類化合物也可)，注入到載氣中，帶到石英管4制成的反應(yīng)室中進(jìn)行反應(yīng)，光信號由光電倍增管檢測，送電腦處理；也可把乙醇置于容器中，利用載氣把乙醇蒸汽從容器中帶出進(jìn)入反應(yīng)室，再按上述步驟進(jìn)行。光信號隨氣體濃度呈線性變化，對乙醇?xì)怏w而言，其線性范圍為(I?1000) ppm。
[0015]實施例2
[0016]把納米材料1，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°C下干燥30分鐘，在馬弗爐中550°C燒結(jié)2小時，所得厚膜為0.5mm。工作溫度在(100?500) °C范圍內(nèi)，載氣氣體為N2:02混合氣(配比為1:99?99:1)，流速在(50?500) mL/min，檢測波長范圍為(400?700) nm。取定量氣體，如1mL乙醇(丁烷或芳輕類化合物也可)按實施例1的方式進(jìn)行，其光信號隨氣體濃度呈線性變化，對乙醇?xì)怏w而言，其線性范圍為(6?3750) ppm。
[0017]實施例3
[0018]把納米材料1，Cr2O3燒結(jié)在陶瓷加熱器的表面，其工藝步驟同實施例2，工作溫度在(100?600) 1:范圍檢測波長的范圍為(400?700) nm內(nèi)，載氣氣體和流速與實施例2相同，。取1mLNH3氣體如實施例1的方式檢測，光信號隨氣體濃度呈線性變化，對NH3氣體而言，其線性范圍為(10?7500) ppm。
[0019]實施例4
[0020]把摻雜Eu3+/2+的納米材料SrCO3 (摻雜比為含Eu0%?10%質(zhì)量比)按實施例2的工藝步驟燒結(jié)在陶瓷加熱器的表面，所得厚膜為0.5mm。工作溫度在(50?500)°C范圍內(nèi)，載氣氣體和流速與實施例2相同的條件下其檢測波長的范圍為(400?700)nm。取1mL乙醇?xì)怏w按實施例1的方式檢測，其光信號隨氣體濃度呈線性變化，對乙醇?xì)怏w而言，其線性范圍為(I?2000) ppm。
[0021]實施例5
[0022]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)在陶瓷加熱器的表面，其工藝步驟同實施例2，所得厚膜為0.5_。工作溫度、載氣氣體、流速與實施例3相同的條件下，，檢測波長的范圍為(400?700) nm。取1mLNH3氣體，按實施例1的方式檢測，其光信號隨氣體濃度呈線性變化，對乙NH3體而言，其線性范圍為(I?5000)ppmD
[0023]實踐證明，本發(fā)明所述的化學(xué)光傳感器對有機化合物和氨氣由很好的響應(yīng)，完全可以實際應(yīng)用。
【主權(quán)項】
1.納米材料的發(fā)光氣敏傳感器及納米材料的成膜工藝，其特征在于: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)樣和出樣用口的石英封裝件。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米材料的發(fā)光氣敏傳感器及納米材料的成膜工藝，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發(fā)：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速度提拉浸于膠裝物中的陶瓷加熱器，干燥后在馬弗爐中按（100～800）C°溫度燒結(jié)，膜厚控制在100nm～2mm之間。納米材料可用TiO2、Cr2O3、SrCO3或摻有稀土元素后貴金屬元素的堿土金屬碳酸鹽的任何一種。它利用了納米材料高催化活性的特點，制成了靈敏度高、無損耗、壽命長、易于微型化和器件化的化學(xué)發(fā)光氣敏傳感器。
【IPC分類】G01N21-76
【公開號】CN104655612
【申請?zhí)枴緾N201310577568
【發(fā)明人】鞠洪建
【申請人】大連康賽譜科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月15日