申请/专利权人：吉林大学

申请日：2022-03-18

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN114705730B

主分类号：G01N27/12

分类号：G01N27/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2022.07.22#实质审查的生效;2022.07.05#公开

摘要：一种基于CdSrGO纳米敏感材料的超快正丙醇传感器及其制备方法，属于半导体气体传感器技术领域。传感器由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al2O3陶瓷管衬底、涂覆在Al2O3陶瓷管外表面和金电极上的CdSrGO纳米敏感材料、置于Al2O3陶瓷管内的镍铬加热线圈组成。本发明利用棒状结构CdSrGO纳米敏感材料的几何效应、石墨烯的高迁移率以及n型CdS和p型rGO的界面产生的异质结构进而有效地提高了传感器对于正丙醇的敏感特性。此外，本发明器件工艺简单，成本低廉，体积小，适于大批量生产，在检测正丙醇领域有广阔的应用前景。

主权项：1.一种基于CdSrGO纳米敏感材料的超快正丙醇传感器，由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al2O3陶瓷管衬底、涂覆在Al2O3陶瓷管外表面和金电极上的敏感材料、置于Al2O3陶瓷管内的镍铬加热线圈组成；其特征在于：敏感材料为CdSrGO纳米敏感材料，该传感器由如下步骤制备得到，（1）首先将3mmol醋酸镉和9mmol硫脲添加到含有10mL去离子水和20mL乙二胺的烧杯中，并连续搅拌30分钟以形成均匀溶液；（2）将步骤（1）中获得的溶液转移到50mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，并放入烘箱中，烘箱在175℃下放置8小时；反应后，自然冷却至室温；然后，将产物离心并用去离子水和乙醇交替清洗数次，并在真空烘箱中在60℃下干燥12小时，最终得到黄色硫化镉粉末；（3）将50mg步骤（2）中得到的CdS粉末和10mL去离子水加入到烧杯中，80℃水浴条件下搅拌3小时，在该过程中将0.1mL的浓度为2.5mgmL的GO溶液滴加入其中；待冷却到室温后收集沉淀，获得CdSrGO纳米敏感材料；CdSrGO纳米敏感材料为棒状结构，尺寸在50~500nm；石墨烯附着在棒状CdS上，两者紧密贴合；n型CdS和p型rGO的界面形成异质结，产生内置电场，起到活性中心的作用，有利于气体吸附；（4）取步骤（3）中得到的CdSrGO纳米敏感材料10mg置入研钵，再滴入1mL去离子水，充分混合并研磨形成糊状浆料，然后蘸取少量浆料均匀地涂覆在外表面自带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al2O3陶瓷管表面，形成30μm厚的敏感材料薄膜，并使敏感材料完全覆盖环形金电极；（5）在红外灯下60℃烘烤30分钟，待敏感材料干燥后，将电阻值为38Ω的镍铬加热线圈穿过Al2O3陶瓷管内部作为加热丝，最后按照旁热式气敏元件进行焊接和封装，从而得到基于CdSrGO纳米敏感材料的正丙醇传感器；传感器对正丙醇具有高的选择性和快的响应速度；传感器的工作温度为200℃，在200℃下对100ppm正丙醇的灵敏度为21.9。

全文数据：

权利要求：

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