CN112345599B - 一种氧化锌基气敏材料的制备方法、制得的气敏材料及其应用 - Google Patents

一种氧化锌基气敏材料的制备方法、制得的气敏材料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种氧化锌基气敏材料的制备方法，涉及MEMS气体传感器技术领域，包括以下步骤：(1)锌源溶液的配制；(2)取有机碱溶液滴加到锌盐溶液中，搅拌，超声分散，得到浊液；(3)将浊液置于50‑90℃烘箱中静置反应1‑24h，即制得氧化锌基气敏材料。本发明还提供上述制备方法制得的氧化锌基气敏材料及其应用。本发明的有益效果在于：本发明制备方法简单，无昂贵的设备投入，易批量化生产，制备方法绿色能耗低。制得的化锌基气敏材料、MEMS敏感芯片、MEMS气体传感器用于对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。

Description

一种氧化锌基气敏材料的制备方法、制得的气敏材料及其 应用
技术领域
本发明涉及MEMS气体传感器技术领域，具体涉及一种氧化锌基气敏材料的制备方法、制得的气敏材料及其应用。
背景技术
硫化氢(H2S)是一种有毒、强腐蚀性的易燃气体。在自然界中H2S气体通常由有机质衰变释放出来，除此之外，煤炭，石油、天然气以及其广泛应用的各类化工业也是重要的释放源。硫化氢对人体的危害非常大，其浓度达到200ppm，便可导致死亡。即便是在低浓度下，长时间的吸入也会麻痹人的嗅觉神经，对人的眼睛和中枢神经系统产生影响，甚至引起呼吸系统疾病、无意识神经后遗症和心血管死亡等。其实当H2S的浓度达到0.1ppm时，人便可嗅到其特殊的臭鸡蛋气味，然而由于嗅觉疲劳，在接触几分钟后便会丧失嗅觉，从而无法感知其危害浓度。所以对于H2S气体的高灵敏检测至关重要。
目前对于H2S气体的检测主要有标准碘量法、分光光度法、电化学法、醋酸铅试纸法和传感器法等。标准碘量法、分光光度法和电化学测量准确，但是需要在实验室里进行，检测操作繁琐，受场地和人员限制，难以满足现场检测的需求。醋酸铅试纸法方便携带，但是多用于定性，难以实现准确定量检测。传感器法有多种检测方式，目前市场上在应用的主要有电化学式，红外式和金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor，MOS)、催化燃烧式等。其中属MOS气体传感器使用寿命最长、操作最为简单、制备成本最低。其原理是目标气体分子在MOS表面发生物理吸附或化学吸附，并发生反应，导致电子耗尽层发生变化，使电阻发生变化，根据电阻变化与浓度关系来实现气体检测。所以MOS气体敏感材料是MOS传感器的核心。目前已有多种MOS应用到H2S气体的检测中，如CuO、SnO2、Fe2O3、TiO2、WO3等。然而这些材料都因为一些缺点影响了其实际应用，如CuO对H2S的灵敏度高、选择性好，但易中毒，难以恢复。Fe2O3、TiO2的灵敏度则相对较低。目前商业化的MOS传感器中应用最多的是WO3、SnO2纳米材料，其灵敏度高，响应恢复快，但选择性差，并且容易受环境因素影响，通常都被用作VOC的检测，难以实现对单一气体的识别。
ZnO由于其良好的气敏特性和电学性能受到科研界的广泛关注。并且ZnO导电薄膜被认为是能替代InO3:Sn(ITO)的最理想材料之一。目前对于ZnO气敏材料的合成的研究较多，绝大部分研究中通过掺杂或者纳米材料复合的方式改变氧化锌的灵敏度和选择性，不仅操作复杂，而且在合成体系中引入新的变量，然而其性能也不一定达到应用级别。大多ppb级ZnO传感器的响应恢复时间都大于100s，并且其检测范围一般只能跨越两三个数量级(Acs Applied Materials&Interfaces,2019.11(12),11627–11635)，所以对H2S气体高选择性、低响应恢复时间、长范围检测仍然是ZnO利用方向上需要攻克的难关。
除了气敏材料，传感芯片和传感器的制作也极大地影响着传感器的性能。目前已报道的或市场上应用的H2S气体传感器多采用陶瓷管壳的加热方式，其体积大，功耗高，批量化成本高，低集成化的缺点阻碍了其在手持式或者可穿戴设备中应用。基于半导体工艺的Micro-Electro-Mechanical System(MEMS)微加热芯片具有体积小，功耗低，成本低，易集成化等特点受到了气体传感器领域的广泛关注。目前基于ZnO的MEMS气体传感器用于H2S的研究和应用鲜有报道，其中如Li等通过原子层沉积的方法在MEMS微加热芯片上沉积了ZnO晶种，然后再用水热的方法形成了ZnO纳米线的敏感层(Sensors and Actuators B:Chemical,2017,240:264-272)。该传感器的灵敏度高，选择性好，但合成操作复杂，响应恢复时间太长，检测范围窄，并且需要大型昂贵的仪器和复杂的合成过程。所以一种可应用在MEMS微加热芯片上，灵敏度高、响应恢复时间短、检测范围宽、操作简单、易批量化、对H2S高敏感的ZnO材料的合成方法及材料加载过程需要被探索。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术中针对硫化氢气体的氧化锌基气敏材料、敏感芯片和气体传感器灵敏度低、检测范围窄、响应恢复时间长，且制备方法复杂，制备成本高。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种氧化锌基气敏材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)锌源溶液的配制：将锌盐与反应溶剂混合，搅拌至锌盐溶解；所述锌盐的质量与反应溶剂的体积比为1-5g:36mL；
(2)取有机碱溶液滴加到步骤(1)的锌盐溶液中，搅拌，再超声分散，得到浊液；所述有机碱溶液与锌盐溶液的体积比为1-5:36；
(3)将步骤(2)中的浊液置于50-90℃烘箱中静置反应1-24h，即制得氧化锌基气敏材料。
有益效果：本发明制备方法简单，无昂贵的设备投入，易批量化生产，制备方法绿色能耗低。本发明中加入有机碱溶液，通过调整有机碱溶液的加入量、反应时间、反应温度，控制反应中纳米材料成核及生长，使制得的氧化锌呈棒状，棒状同向排列形成花状，花状内部多孔疏松，使硫化氢气体更易进入气敏材料内部，气敏材料响应速度更快，灵敏度更高。
超声分散使原料混合更均匀，同时在一定程度上控制氧化锌纳米材料的生长，避免纳米材料尺寸过大，导致材料的比表面积小、反应活性位点少。确保硫化氢气体与氧化锌纳米材料吸附的比表面积更大，因而制得的气敏材料灵敏度更高。
优选地，所述步骤(1)中将1-5g锌盐与36mL反应溶剂混合。
优选地，所述步骤(1)中的锌盐选自Zn(CH3COO)2·2H2O、Zn(NO3)2·6H2O、ZnCl2、ZnSO4中的一种。
优选地，所述步骤(1)中的反应溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、氮氮二甲基甲酰胺中的一种。
优选地，所述步骤(2)中的有机碱溶液选自四甲基氢氧化铵溶液、四乙基氢氧化铵溶液、四丙基氢氧化铵溶液、丁基氢氧化铵溶液、三甲胺、三乙胺、乙醇胺、三乙醇胺中的一种。
优选地，所述四甲基氢氧化铵溶液、四乙基氢氧化铵溶液、四丙基氢氧化铵溶液、丁基氢氧化铵溶液的质量浓度为25wt％。
优选地，所述步骤(2)中用移液器移取1-5mL有机碱溶液滴加到锌盐溶液中，滴加速度控制在5-10min内滴完，磁力搅拌10min，再超声分散30min，超声功率为50-100W。
优选地，还包括纯化步骤：将步骤(3)中得到的干凝胶冷却后，用乙醇离心清洗，然后将清洗后的产物烘干。
本发明还提供一种由上述制备方法制得的氧化锌基气敏材料。
有益效果：本发明制得的氧化锌基气敏材料具有超高的灵敏度、良好的选择性和稳定性，响应恢复时间短、检测范围宽。
本发明还提供一种MEMS敏感芯片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述制备方法制得的气敏材料中加入分散液，进行球磨；
(2)将球磨后的浆料加载在MEMS芯片的检测电极上；
(3)将经过步骤(2)处理的芯片进行烧结，即制得MEMS敏感芯片。
有益效果：本发明MEMS敏感芯片的制备方法简单，制得的MEMS敏感芯片体积小、功耗低、成本低、易集成化，对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。
优选地，所述步骤(1)中气敏材料的质量与分散液的体积比为50-200mg：2mL。
有益效果：气敏材料制得的浆料的固含量、粘稠度、成膜性影响材料的加载难度及敏感芯片的传感性能。如固含量过高，点样时检测电极上容易出现敏感材料层过厚，影响气体与敏感材料内部的接触反应，降低传感性能。固含量过低则导致敏感材料过少，与待测气体的反应降低，同样导致传感性能下降。粘稠度影响传感材料在检测电极上的附着量，同样导致传感材料在检测电极上的量的问题。成膜性会影响传感材料的孔隙度，影响材料与气体的接触反应。
优选地，所述步骤(1)中将50-200mg气敏材料置于玛瑙球磨罐中，加入球磨珠，加入2mL分散液，球磨30-120min。
优选地，所述步骤(1)中的分散液选自去离子水、甲醇、乙醇、氮氮二甲基甲酰胺、甘油中的一种。
优选地，所述分散液中还包括表面活性剂，所述表面活性剂选自聚乙二醇400、聚乙二醇4000、聚乙二醇20000、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、吐温20、吐温80、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种。
优选地，所述步骤(2)中加载步骤包括用棉签蘸取球磨后的浆料至MEMS芯片的检测电极上，并将检测电极完全覆盖，或用注射器吸取球磨后的浆料滴加到检测电极上。
有益效果：本发明中的浆料配制方法能最大的体现ZnO气敏材料对硫化氢的传感性能，浆料一致性好，适合敏感芯片批量化生产。
优选地，所述步骤(3)中将芯片置于马弗炉中，于500℃退火1-4h，升温速率为1℃/min。
有益效果：当退火温度为500℃时，对H2S的灵敏度最高，当退火温度低于或高于500℃时，对H2S的灵敏度明显降低。
本发明还提供一种由上述制备方法制得的MEMS敏感芯片。
有益效果：本发明制得的MEMS敏感芯片对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。
本发明还提供一种MEMS气体传感器的制备方法，包括以下步骤：将制得的MEMS敏感芯片依次进行打线、封装，即获得MEMS气体传感器。
有益效果：本发明MEMS气体传感器的制备方法简单，制得的MEMS气体传感器体积小、功耗低、成本低、易集成化，对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。
本发明还提供一种由上述制备方法制得的MEMS气体传感器。
有益效果：本发明中的MEMS气体传感器对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。
本发明的优点在于：本发明制备方法简单，无昂贵的设备投入，制备方法绿色能耗低，采用MEMS微加热芯片，传感器小型化，易批量化生产。
本发明中加入有机碱溶液，通过调整有机碱溶液的加入量、反应时间、反应温度，控制反应中纳米材料成核及生长，使制得的氧化锌呈棒状，棒状同向排列形成花状，花状内部多孔疏松，使硫化氢气体更易进入气敏材料内部，气敏材料响应速度更快，灵敏度更高。
超声分散使原料混合更均匀，同时在一定程度上控制氧化锌纳米材料的生长，避免纳米材料尺寸过大，导致的材料比表面积小、反应活性位点少。确保硫化氢气体与氧化锌纳米材料吸附的比表面积更大，因而制得的气敏材料灵敏度更高。
本发明制得的氧化锌呈棒状，棒状同向排列形成花状，花状内部多孔疏松，该传感器对H2S在1ppm浓度下，灵敏度可达41，然而对于100ppm的其他气体响应极低，10ppm的应用回复时间分别为35s和28s，检测范围跨域四个数量级。
本发明所制得的花状氧化锌基MEMS H2S气体传感器相对于现有文献报道(Physica B Condensed Matter,2017,527:7-15；Materials Science in SemiconductorProcessing,2017,71:332-341；Journal of Alloys and compounds,2018,748:6-11；ACSApplied Materials&Interfaces,2019,12:11627-11635)，该气敏材料用于对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。
本发明MEMS敏感芯片的制备方法简单，制得的MEMS敏感芯片体积小、功耗低、成本低、易集成化，对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。
本发明MEMS气体传感器的制备方法简单，制得的MEMS气体传感器体积小、功耗低、成本低、易集成化，对硫化氢气体的检测具有灵敏度高、选择性好，响应恢复时间短、检测范围宽的优点。
附图说明
图1为本发明实施例1中氧化锌纳米材料的扫描电镜图；
图2为本发明实施例1中氧化锌纳米材料的EDX谱图；
图3为本发明实施例1中氧化锌基MEMS硫化氢气体传感器的图片；图中1-材料加载区；2-打线区；
图4为本发明实施例1中氧化锌基MEMS硫化氢气体传感器的气体选择性测定结果图；
图5为本发明实施例1中氧化锌基MEMS气体传感器的实际检测的浓度梯度图；
图6为本发明实施例1中氧化锌基MEMS气体传感器的实际检测的线性关系图；
图7为本发明实施例1中氧化锌基MEMS气体传感器的实际检测的响应恢复曲线图；
图8为本发明实施例对比例1中氧化锌纳米材料的扫描电镜图；
图9为本发明实施例对比例1制得的传感器与将该实施例中的有机碱改为氨水所制得的传感器在1ppm H2S气体中的灵敏度对比图；
图10为本发明实施例1、对比例2-对比例5中不同退火温度制得的传感器的灵敏度测定结果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
氧化锌基MEMS硫化氢气体传感器的制备方法
(1)锌源溶液的配制：称取2g的Zn(CH3COO)2·2H2O，置于100ml的锥形瓶中，加入36ml水，放入磁子，磁力搅拌至锌盐完全溶解；
(2)用移液枪移取4ml四丙基氢氧化铵水溶液缓慢滴加到上述反应釜中，滴加速度控制在10min内滴完，磁力搅拌10min，再超声分散30min，超声功率为100W，得到乳白色的浊液，其中四丙基氢氧化铵水溶液的质量浓度为25wt％；
(3)将得到的浊液置于烘箱中静置反应24h，反应温度60℃；
(4)反应结束后自然冷却，用吸管取出混合物到离心管中离心，然后用乙醇清洗三次，将离心后的低温置于80℃烘箱中干燥，获得氧化锌纳米材料，即制为氧化锌基气敏材料，氧化锌纳米材料的扫描电镜图如图1所示，从图中可以看出，氧化锌呈现棒状，棒状同向排列形成花状，花状内部多孔疏松，这也是传感器灵敏度高的原因之一，图2为获得的氧化锌纳米材料的EDX谱图，从图中可以看出本实施例中制得的为纯净的ZnO。
(5)称取200mg氧化锌基气敏材料，置于50ml玛瑙球磨罐中，放入球磨珠，加入2ml分散液，球磨60min，本实施例中分散液为2ml乙醇中加入0.5g聚乙二醇400；
(6)用棉签蘸取球磨得到的浆料涂覆于MEMS芯片的检测电极上，并将检测电极完全覆盖；本实施例中的MEMS芯片可以是合肥微纳传感技术有限公司的HHC1000微加热芯片，其中的检测电极为叉指电极；同时，本领域技术人员应当理解，还可以选用市场上现有的其他型号的MEMS微加热芯片，对应的检测电极结构不一定是叉指电极。
(7)将附着浆料的芯片置于马弗炉中，于500℃退火2h，升温速率为1℃/min，即制得MEMS敏感芯片。
(8)将制得的MEMS敏感芯片经打线、封装制成传感器，其中打线、封装均为现有技术。图3为氧化锌基MEMS气体传感器的低倍镜扫描图，图中1表示材料加载区，2表示打线区。材料加载区位于检测电极上，材料连通电路，通过测量材料电阻变化实现气体检测。
对本实施例中制得的氧化锌基MEMS气体传感器的性能进行测定，实际测定时，测定方法和设备可以不限于以下一种。
测定方法：将所制得的MEMS传感器置于传感器气敏性能测试系统中进行传感器气敏性能评价，仪器配置加热电压为1.8V，测量电压为3.3V，匹配电阻为50千欧，采用静态配气方式。选择性测试中选择H2S气体浓度为1ppm外，其他气体均为100ppm；浓度梯度图中不断阶梯式增加测试仪器中H2S浓度；响应恢复曲线中向测试体系中注入10ppm H2S观察曲线上升变化，然后系统排空观察灵敏度曲线下降变化。该测试系统给出传感器的电阻变化及传感器对气体环境变化的灵敏度响应变化曲线。灵敏度为Ra/Rg，Ra为空气中传感器阻值，Rg为所测气体中的传感器阻值。
测定结果：图4为氧化锌基MEMS气体传感器的气体选择性柱状图，测试中除H2S气体浓度为1ppm外，其他气体均为100ppm，可以看出传感器对H2S气体响应要远高于其他气体，表明氧化锌基MEMS气体传感器对H2S具有超高的灵敏度和良好的选择性。
图5为氧化锌基MEMS气体传感器的实际检测的浓度梯度图。可以看出，随着所测H2S气体浓度的增加，传感器的响应也在不断增加，并且图中在增加气体浓度时出现清晰的曲线跳跃，说明传感器对H2S具有很好的响应。
图6为氧化锌基MEMS气体传感器的实际检测的线性关系图，从图中可以看出传感器响应与硫化氢浓度具有很好的线性相关性。并且传感器可在20ppb-20ppm之间实现检测，具有很好的分辨率。
图7为氧化锌基MEMS气体传感器的实际检测的响应恢复曲线图，可以看出，传感器对10ppm H2S响应时间为T90为35s，恢复时间T90为28s，其中T90为灵敏度达到变化量90％所用的时间。
实施例2
氧化锌基MEMS气体传感器的制备方法
(1)锌源溶液的配制：称取4g的Zn(NO3)2·6H2O，置于100ml的锥形瓶中，加入36ml去离子水，放入磁子，磁力搅拌至锌盐完全溶解；
(2)用移液枪移取5ml乙醇胺缓慢滴加到上述反应釜中，滴加速度控制在5min，磁力搅拌10min，再超声分散30min，超声功率为100W，得到乳白色的浊液；
(3)将得到的浊液置于烘箱中静置反应12h，反应温度80℃；
(4)反应结束后自然冷却，用吸管取出混合物到离心管中离心，然后用乙醇清洗三次，将离心后的低温置于80℃烘箱中干燥，即制得氧化锌基气敏材料。
(5)称取100mg氧化锌基气敏材料，置于50ml玛瑙球磨罐中，放入球磨珠，加入2ml分散液，球磨30min，本实施例中分散液为2ml乙醇中加入0.5g吐温20；
(6)用棉签蘸取球磨得到的浆料涂覆于MEMS芯片的检测电极上，并将检测电极完全覆盖；本实施例中的MEMS芯片可以是合肥微纳传感技术有限公司的HHC1000微加热芯片，其中的检测电极为叉指电极；同时，本领域技术人员应当理解，还可以选用市场上现有的其他型号的MEMS微加热芯片，对应的检测电极结构不一定是叉指电极。
(7)将附着浆料的芯片置于马弗炉中，于500℃退火2h，升温速率为1℃/min，即制得MEMS敏感芯片。
(8)将制得的MEMS敏感芯片经打线、封装、盖帽制制成传感器，其中打线、封装均为现有技术。本实施例中制得的氧化锌基MEMS气体传感器的传感性能与实施例1基本相同。
实施例3
氧化锌基MEMS气体传感器的制备方法
(1)锌源溶液的配制：称取3g的Zn(NO3)2·6H2O，置于100ml的锥形瓶中，加入36ml甲醇，放入磁子，磁力搅拌至锌盐完全溶解；
(2)用移液枪移取5ml三乙胺缓慢滴加到上述反应釜中，滴加速度控制在5min，磁力搅拌10min，再超声分散30min，超声功率为50W，得到乳白色的浊液；
(3)将得到的浊液置于烘箱中静置反应6h，反应温度60℃；
(4)反应结束后自然冷却，用吸管取出混合物到离心管中离心，然后用乙醇清洗三次，将离心后的低温置于80℃烘箱中干燥，即制得氧化锌基气敏材料。
(5)称取100mg氧化锌基气敏材料，置于50ml玛瑙球磨罐中，放入球磨珠，加入2ml分散液，球磨30min，本实施例中分散液为2ml氮氮二甲基甲酰胺中加入0.5g十二烷基硫酸钠；
(6)用棉签蘸取球磨得到的浆料涂覆于MEMS芯片的检测电极上，并将检测电极完全覆盖；本实施例中的MEMS芯片可以是合肥微纳传感技术有限公司的HHC1000微加热芯片，其中的检测电极为叉指电极；同时，本领域技术人员应当理解，还可以选用市场上现有的其他型号的MEMS微加热芯片，对应的检测电极结构不一定是叉指电极。
(7)将附着浆料的芯片置于马弗炉中，于500℃退火2h，升温速率为1℃每分钟。
(8)将制得的MEMS敏感芯片经打线、封装、盖帽制成传感器，其中打线、封装均为现有技术。本实施例中制得的氧化锌基MEMS气体传感器的传感性能与实施例1基本相同。
实施例4
本实施例与实施例1的区别之处在于：步骤(6)中用注射器吸取球磨后的浆料滴加到检测电极上。
实施例5
本实施例与实施例1的区别之处在于：锌盐为ZnCl2。
实施例6
本实施例与实施例2的区别之处在于：锌盐为ZnSO4。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处在于：表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，其中聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为58000。
实施例8
本实施例与实施例1的区别之处在于：表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
实施例9
本实施例与实施例1的区别之处在于：反应溶剂为氮氮二甲基甲酰胺。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于：将四丙基氢氧化铵水溶液替换成氨水。
图8为采用氨水制得的氧化锌的扫描电镜图，从图中可以看出氧化锌为微米级管状，粒径较大。
图9为通过采用氨水制得的传感器与采用四丙基氢氧化铵制得的传感器对1ppmH2S气体的灵敏度响应，可以看出采用四丙基氢氧化铵的传感器具有更高的灵敏度。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于：步骤(7)中退火温度为300℃。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于：步骤(7)中退火温度为400℃。
对比例4
本对比例与实施例1的区别之处在于：步骤(7)中退火温度为600℃。
对比例5
本对比例与实施例1的区别之处在于：步骤(7)中退火温度为700℃。
图10为实施例1、对比例2-对比例5中不同退火温度制得的传感器的灵敏度测定结果，可以看出，当退火温度为500℃时，对H2S的灵敏度最高，当退火温度低于或高于500℃时，对H2S的灵敏度明显降低。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种用于硫化氢气体检测的MEMS气体传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)往氧化锌基气敏材料中加入分散液，进行球磨；
(2)将球磨后的浆料加载在MEMS芯片的检测电极上；
(3)将经过步骤(2)处理的芯片进行烧结，即制得MEMS敏感芯片；将制得的MEMS敏感芯片依次进行打线、封装、盖帽，即获得MEMS气体传感器；
所述氧化锌基气敏材料按照以下工艺进行制备：
(1)锌源溶液的配制：将锌盐与反应溶剂混合，搅拌至锌盐溶解；所述锌盐的质量与反应溶剂的体积比为1-5g:36mL；
(2)取有机碱溶液滴加到步骤(1)的锌盐溶液中，搅拌，再超声分散，得到浊液；所述有机碱溶液与锌盐溶液的体积比为1-5:36；所述的有机碱溶液选自四甲基氢氧化铵溶液、四乙基氢氧化铵溶液、四丙基氢氧化铵溶液、丁基氢氧化铵溶液、三甲胺、三乙胺、乙醇胺、三乙醇胺中的一种；
(3)将步骤(2)中的浊液置于50-90℃烘箱中静置反应1-24h，即制得氧化锌基气敏材料。
2.根据权利要求1所述的用于硫化氢气体检测的MEMS气体传感器的制备方法，其特征在于：在所述氧化锌基气敏材料的制备过程中，所述步骤(1)中将1-5g锌盐与36mL反应溶剂混合。
3.根据权利要求1所述的用于硫化氢气体检测的MEMS气体传感器的制备方法，其特征在于：在所述氧化锌基气敏材料的制备过程中，所述步骤(1)中的锌盐选自Zn(CH3COO)2·2H2O、Zn(NO3)2·6H2O、ZnCl2、ZnSO4中的一种。
4.根据权利要求1所述的用于硫化氢气体检测的MEMS气体传感器的制备方法，其特征在于：将芯片置于马弗炉中，于300-700℃退火1-4h，升温速率为1℃/min。
5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的制备方法制得的用于硫化氢气体检测的MEMS气体传感器。
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