专利汇可以提供铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 铝 钛 共掺杂 氧 化锌基丙 酮 气体 传感器 的制备方法,适用于丙酮 蒸汽 具有高选择特性的 气体传感器 件制备领域。采用溶胶凝胶法,制备Zn(OH)2溶胶,定量加入掺杂物 硝酸 铝以及十六烷基三甲基溴化铵,另外制备Ti(OH)4溶胶作为钛 掺杂剂 。两种胶体分别烘干、 研磨 、清洗后,按铝、钛摩尔比1∶1-1∶3将钛掺杂剂与Zn(OH)2粉末混合后 退火 ,将粉体材料与十六烷基三甲基溴化铵混合涂覆在陶瓷管上再次退火制得旁热式厚膜气敏元件,将元件老化5-7天。该方法简便易行且成本低廉,所制元件对丙酮有很好的选择性,实现对微量丙酮的有效检测。,下面是铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,过程为制备铝掺杂Zn(OH)2胶体,制备Ti(OH)4胶体,静置陈化,胶体烘干,研磨,清洗,一次退火,粉体涂敷,二次退火和控温控湿老化;其特征在于:所述一次退火过程中,是将铝掺杂Zn(OH)2粉末和Ti(OH)4粉末按Al与Ti摩尔比1∶1-1∶3称取,混合均匀后进行退火。
2.根据权利要求1所述的一种铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述制备铝掺杂的Zn(OH)2胶体过程的步骤为:
将无水乙醇与去离子水按照1∶1-1∶2的体积比例混合作为溶剂;
使用溶剂和Zn(CH3COO)2·2H2O晶体配置Zn(CH3COO)2溶液,Zn(CH3COO)2溶液摩尔浓度为
0.8-1mol/L;
在Zn(CH3COO)2溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵,是将十六烷基三甲基溴化铵按与Zn的摩尔比1∶4-1∶5加入Zn(CH3COO)2溶液中;
在Zn(CH3COO)2溶液中按Al、Zn摩尔比1∶11-1∶15加入掺杂剂Al(NO3)3·9H2O;
使用溶剂配置NaOH溶液,配置的NaOH溶液与Zn(CH3COO)2溶液的摩尔浓度比例为2∶1;
将配置的NaOH溶液滴入Zn(CH3COO)2溶液中,滴入过程中不断搅拌Zn(CH3COO)2溶液,同时监测pH值,当pH值达到7时,停止滴入NaOH溶液;继续搅拌溶液0.5-1小时;静置胶体12-24小时得到铝掺杂的Zn(OH)2胶体。
3.根据权利要求1所述的一种铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述制备Ti(OH)4胶体过程的步骤为:
将无水乙醇与冰醋酸按照体积比10∶1-5∶1混合,然后将钛酸丁酯逐滴加入到无水乙醇与冰醋酸混合溶液中,边滴加边搅拌,加入的钛酸丁酯的体积与无水乙醇与冰醋酸混合溶液的体积的比值为1∶5-1∶6;
将去离子水和无水乙醇按照体积比为2∶3-2∶4混合;
将去离子水和无水乙醇混合溶液逐滴滴入钛酸丁酯、无水乙醇与冰醋酸的混合溶液中,并持续搅拌2小时,形成稳定的Ti(OH)4溶胶;其中去离子水和无水乙醇混合溶液的体积与钛酸丁酯、无水乙醇与冰醋酸的混合溶液的体积比值为4∶6-4∶5。
4.根据权利要求1或2所述的铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述的制备Al掺杂Zn(OH)2胶体过程中,搅拌转速90-120r/min,NaOH溶液滴入Zn(CH3COO)2溶液中的滴速为O.1-0.5ml/min。
5.根据权利要求1所述的铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述的静置陈化过程,时间为12-24小时。
6.根据权利要求1所述的铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述的胶体烘干、研磨过程,烘干是将胶体分别在烘箱中,温度为100-120℃,时间2-3小时,烘干成固体;将得到的固体分别研磨成粉末,研磨时间15-20分钟。
7.根据权利要求1所述的铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述清洗过程是将粉末分别用去离子水清洗,并用过滤纸过滤,清洗过程重复1-3次,将清洗后的粉末分别烘干后研磨,分别得到Al掺杂的Zn(OH)2粉末以及Ti(OH)4粉末。
8.根据权利要求1所述的铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述一次退火过程,是将混合均匀后的粉末放入马费炉中进行500-900℃退火2-3小时,然后自然冷却。
9.根据权利要求1所述的铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述粉体涂敷、二次退火过程,称取一次退火后的粉末与十六烷基三甲基溴化铵按质量比3∶1-5∶1均匀混合,然后涂覆在陶瓷管上,涂覆厚度为1-100um,放入马费炉中进行250-
300℃退火20-30分钟,制得Al、Ti共掺杂的ZnO基高选择性丙酮气敏传感器。
10.根据权利要求1所述的铝、钛共掺杂氧化锌基丙酮气体传感器的制备方法,其特征在于所述的控温控湿老化过程,温度为65-80℃,相对湿度30%-70%RH,老化时间5-7天。
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