【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及氣體傳感器，更具體地說是一種fe2o3摻雜sno2納米纖維氣體傳感器的制備方法以及應用。
技術介紹
1、隨著工業化進程的加快和人們生活水平的提高，環境污染和安全問題日益突顯，氣體傳感器作為檢測和監測有害氣體的重要工具，受到廣泛關注。正丙醇(c3h8o)是一種常見的有機溶劑和燃料，其揮發性和易燃性使得其在工業和日常生活中使用頻繁，也增加了對其精確監測的需求。因此，開發高靈敏度、高選擇性的氣體傳感器對于確保環境安全和公共健康具有重要意義。
2、氧化錫(sno2)作為一種廣泛應用的半導體氣體傳感材料，因其優良的電學性質、化學穩定性和良好的溫度敏感性而受到關注。然而，單一的sno2氣體傳感器在選擇性和靈敏度方面存在一定的局限性。為了提升傳感器的性能，研究者們開始探索通過材料改性的方法，其中摻雜鐵氧化物(fe2o3)被認為是一種有效的途徑。fe2o3的摻雜不僅可以提高sno2的導電性，還能調節其表面性質，從而增強對特定氣體的敏感性。溫度調制技術作為一種有效的傳感增強策略，通過對傳感器工作溫度的調節，可以顯著改善對特定氣體的響應，降低交叉干擾，進而提高傳感器的選擇性和靈敏度。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的上述缺陷，本專利技術提供一種fe2o3摻雜sno2納米纖維氣體傳感器的制備方法以及應用。
2、本專利技術技術方案如下：
3、一種fe2o3摻雜sno2納米纖維氣體傳感器的制備方法，包括：
4、(1)fe2o3摻雜sno2納米
5、包括：利用靜電紡絲技術合成納米纖維，并在空氣中煅燒，即得到所述納米纖維氣敏材料；
6、其中，所述電紡溶液包括錫鹽、鐵鹽和聚合物。
7、優選地，所述電紡溶液中，所述錫鹽優選為氯化亞錫、草酸亞錫、四氯化錫或硫酸亞錫中的至少一種；所述鐵鹽優選為氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵至少一種；所述聚合物優選為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚苯乙烯中的至少一種。
8、優選地，所述電紡溶液中，所述錫鹽、鐵鹽以及聚合物的質量比為0.6:0.5:0.9。
9、優選地，所述電紡溶液中還包括有機溶劑；
10、優選地，所述有機溶劑為n，n-二甲基甲酰胺、聚乙烯醇或甲酸中的至少一種。
11、優選地，所述靜電紡絲的電壓為16-20kv，針頭距收集器的距離為10-20cm，給量速度為0.0002-0.0004mm/s。
12、優選地，所述煅燒的溫度為450-550℃，時間為1-3h，升溫速率為1-3℃/min。
13、(2)氣體傳感器的制作
14、優選地，fe2o3摻雜的sno2納米纖維(fe2o3-sno2)作為氣敏傳感材料。
15、進一步地，根據敏感材料性質和制備方法的要求，選擇六引腳鎳鉻作為傳感器基底。
16、進一步地，敏感材料通常以薄膜的形式沉積在基底上。制備過程中要控制好溫度、氣氛和壓力等參數，以確保敏感膜層的均勻性和一致性。
17、進一步地，極性電極的制備：在敏感膜層上加工極性電極，以提供電流和電壓的輸入和輸出。
18、進一步地，封裝保護：將制備好的敏感元件進行封裝，以保護敏感膜層不受外界環境和雜質的干擾。
19、進一步地，連接和測試：將敏感元件與外部電路進行連接和固定，并進行相關的測試。測試過程可能涉及電阻、電流和電壓的測量，以及對目標氣體的響應進行評估。
20、進一步地，需要注意的是，元件制備過程中需要嚴格控制各種參數和條件，以保證敏感性能的穩定性和可靠性。此外，為了獲得更好的傳感性能，還可以通過調控制備過程中的溫度、壓力、氣氛等因素，以及優化材料和結構設計來進一步提高傳感元件的性能。
21、優選地，選用陶瓷片作為傳感器的主要結構，傳感元件主要由六引腳底座支撐，加熱陶瓷板正面的金電極用作測試電極，背面的ruo2電阻器用作加熱電極，為目標氣體測試提供所需的工作溫度。
22、進一步地，在制造傳感器時，有必要選擇適當尺寸和厚度的半透明納米纖維膜作為氣敏傳感元件的材料。總的來說，不同氣敏傳感元件的材料的差異性主要體現在其敏感特性以及在傳感器制造中的應用方面。在實際應用中，根據傳感器的具體需求選擇合適的氣敏材料是至關重要的。值得注意的是，為保證實驗的穩定性，對于已經制作好的傳感器，需要對其進行穩定老化處理，一般時間持續在12-24h干燥條件下進行適當的保存。完成相應步驟后，氣敏傳感器才可以進行相應的實驗操作。
23、優選地，所述氣敏傳感器為正丙醇氣敏傳感器。
24、(3)溫度調制技術的參數調控
25、包括頻率，占空比，電壓參數的調節。
26、優選地，keithley?6487皮安表作為電壓源和電流讀取器，將5v的膜電壓施加到換能器上，并且每秒記錄兩個值。
27、優選地，使用rigol?dp832a向電阻絲施加方波脈沖加熱電壓，參數如下：低電壓0v，高電壓6.5v和50％的占空比；頻率調節范圍：0.01hz-0.05hz。
28、正丙醇氣敏性能測試
29、優選地，所述氣敏傳感器為正丙醇氣敏傳感器。
30、優選地，傳感測量是在一個裝有適當氣流入口和出口的封閉玻璃容器(500ml)中進行的。在干燥空氣中對檢測到的氣體進行溫度調制傳感行為，每次測量重復三次以上。
31、優選地，在本專利技術中，選用陶瓷片作為傳感器的主要結構，傳感元件主要由六引腳底座支撐，加熱陶瓷板正面的金電極用作測試電極，背面的ruo2電阻器用作加熱電極，為目標氣體測試提供所需的工作溫度。
32、正丙醇氣體的識別
33、本專利技術提出的一種正丙醇氣體識別方法。
34、優選地，采用lda(線性判別分析)；
35、優選地，利用定量分析對于氣體進行識別分析。
36、優選地，對于已經制作好的傳感器，需要對其進行穩定老化處理，一般時間持續在12-24h干燥條件下進行適當的保存。
37、本專利技術的技術效果和優點：
38、本專利技術旨在可控制備fe2o3摻雜的sno2納米纖維氣體傳感器，并且采用溫度調制方法優化傳感性能，達到對正丙醇的成功識別的目的。通過表征材料的結構與性能，以及溫度對氣體響應特性的影響，深入探討改性材料的工作機制，為fe2o3摻雜的sno2納米纖維氣體傳感器在識別和檢測環境污染物的應用方面提供新的思路和方法。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種Fe2O3摻雜SnO2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種Fe2O3摻雜SnO2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述電紡溶液中，所述錫鹽優選為氯化亞錫、草酸亞錫、四氯化錫或硫酸亞錫中的至少一種；所述鐵鹽優選為氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵至少一種；所述聚合物優選為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚苯乙烯中的至少一種；
3.根據權利要求1所述的一種Fe2O3摻雜SnO2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，元件制備過程中需要嚴格控制各種參數和條件，以保證敏感性能的穩定性和可靠性；此外，為了獲得更好的傳感性能，還可以通過調控制備過程中的溫度、壓力、氣氛等因素，以及優化材料和結構設計來進一步提高傳感元件的性能；
4.根據權利要求1所述的一種Fe2O3摻雜SnO2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，在制造傳感器時，要選擇適當尺寸和厚度的半透明納米纖維膜作為氣敏傳感元件的材料；不同氣敏傳感元件的材料的差異性主要體現在其敏感特性以及在傳感器制造中的應用方面。
5.根據權利要求1所
6.根據權利要求1所述的一種Fe2O3摻雜SnO2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，在(3)溫度調制技術的參數調控中：采用Keithley?6487皮安表作為電壓源和電流讀取器，將5V的膜電壓施加到換能器上，并且每秒記錄兩個值；
7.根據權利要求1～6中任一項所述的所述氣體傳感器為正丙醇氣敏傳感器。
8.根據權利要求7所述的一種Fe2O3摻雜SnO2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，正丙醇氣敏性能測試方法為：傳感測量是在一個裝有適當氣流入口和出口的封閉玻璃容器(500mL)中進行的；在干燥空氣中對檢測到的氣體進行溫度調制傳感行為，每次測量重復三次以上；
9.一種根據權利要求1～6中任一項所述的氣體傳感器的應用，其特征在于：
10.根據權利要求9所述的氣體傳感器的應用，其特征在于：對于已經制作好的傳感器，需要對其進行穩定老化處理，一般時間持續在12-24h干燥條件下進行適當的保存。
...【技術特征摘要】
1.一種fe2o3摻雜sno2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種fe2o3摻雜sno2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，所述電紡溶液中，所述錫鹽優選為氯化亞錫、草酸亞錫、四氯化錫或硫酸亞錫中的至少一種；所述鐵鹽優選為氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵至少一種；所述聚合物優選為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚苯乙烯中的至少一種；
3.根據權利要求1所述的一種fe2o3摻雜sno2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，元件制備過程中需要嚴格控制各種參數和條件，以保證敏感性能的穩定性和可靠性；此外，為了獲得更好的傳感性能，還可以通過調控制備過程中的溫度、壓力、氣氛等因素，以及優化材料和結構設計來進一步提高傳感元件的性能；
4.根據權利要求1所述的一種fe2o3摻雜sno2納米纖維氣體傳感器的制備方法，其特征在于，在制造傳感器時，要選擇適當尺寸和厚度的半透明納米纖維膜作為氣敏傳感元件的材料；不同氣敏傳感元件的材料的差異性主要體現在其敏感特性以及在傳感器制造中的應用方面。
5.根據權利要求1所述的一種fe2o3摻雜sno2納米纖維氣體傳感器的制備方法，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：包娜娜，陳順順，沈子屹，宋錦渲，唐銘，李恒，袁佳琦，
申請(專利權)人：川北醫學院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。