CN113916945A - 一种基于SnO2-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器、制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

一种基于SnO₂‑ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器、制备方法及其应用，属于半导体氧化物气体传感器技术领域。本发明的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SnO₂‑ZnO多孔分等级结构敏感材料、置于Al₂O₃陶瓷管内的镍铬加热线圈组成。本发明利用表面多孔的SnO₂‑ZnO异质结构开发出了具有高性能的乙醇与丙酮气体传感器，对乙醇和丙酮两种气体的检测下限均可以达到0.2ppm，并且气体传感器在250℃对20ppm乙醇具有较好的抗湿性。本发明器件工艺简单，体积小，成本低廉，适于大批量生产。

Description

一种基于SnO2-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器、制 备方法及其应用

技术领域

本发明属于半导体氧化物气体传感器技术领域，具体涉及一种基于 SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器、制备方法及其在环境中检测乙醇以及丙酮气体方面的应用。

背景技术

乙醇对人体的危害主要表现为对中枢神经系统的抑制作用，首先引起兴奋随后抑制。急性中毒可分为兴奋、催眠、麻醉、窒息四个阶段。长期接触高浓度乙醇可引起鼻、眼粘膜刺激症状，以及头痛、头晕、疲乏、恶心等。另外酒驾的危害性极高，根据中华人民共和国《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验标准(GB/T19522-2010)》呼气乙醇浓度为20-80mg/100mL(～44-176ppm)即为饮酒驾车浓度，呼气乙醇浓度大于80mg/100mL(～176ppm)的属于醉酒驾车浓度。

丙酮是一种无色透明液体，易燃易挥发，化学性质较为活泼。丙酮对中枢神经系统有抑制麻醉作用，高浓度接触对个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。急性中毒时可发生呕吐、气急、痉挛甚至昏迷。丙酮对人体的长期损害表现为对眼睛的刺激症状如流泪、畏光和角膜上皮浸润等，还可表现为眩晕、喉咙刺激和咳嗽等。经过查阅资料，中国的MAC(工作场所空气中任何一次有代表性的采样测定均不得超过的浓度)为400mg/m³(～154.5ppm)、PC-TWA(指以时间为权数规定的8小时工作日的平均容许接触水平)为300mg/m³(～115.9ppm)、PC-STEL(指在遵守PC-TWA条件下，容许短时间，如15分钟内接触的浓度) 为450mg/m³(～173.8ppm)。在医疗诊断方面，丙酮作为糖尿病酮症酸中毒症的呼气标志物，在健康人的呼气中浓度为0.3-0.9ppm，在酮症患者呼气中浓度高于1.8ppm，通过呼气中丙酮浓度的检测可实现该类病症的快速预诊断。

气体传感器作为获取信息的手段，受到广泛的关注以及应用，因此研发高灵敏度和低检测下限的乙醇以及丙酮气体传感器具有重要意义。事实上，围绕着提高氧化物半导体传感器灵敏度的研究一直在不断地深化，尤其是纳米科学技术的发展为改善传感器性能提供了很好的契机。研究表明，气敏材料的识别功能、转换功能和敏感体利用率决定着氧化物半导体传感器的敏感程度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器、制备方法及其在环境中检测乙醇以及丙酮方面的应用。本发明通过对半导体材料进行Sn元素的掺杂改性，增加传感器的灵敏度，降低传感器的检测下限，促进此种传感器在气体检测领域的实用化。

本发明所得到的传感器除了具有较高的灵敏度外，并具有较好的选择性和较低的检测下限。该传感器对乙醇以及丙酮在各自最佳工作温度的检测下限均为 0.2ppm，可用于乙醇与丙酮的检测。本发明所采用的市售的管式结构传感器，制作工艺简单、体积小、价格低廉，利于工业上批量生产，并且本发明所用原料以及合成方法简单易施行且具有很好的可重复性，因此具有重要的应用价值。

本发明所述的一种基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器，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纳米敏感材料、置于Al₂O₃陶瓷管内的镍铬合金加热线圈组成；其特征在于：纳米敏感材料为SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球，且由如下步骤制备得到：

(1)首先将1.488g Zn(NO₃)₂·6H₂O、0.6g尿素、0.056～0.169g SnCl₂·2H₂O 溶解在60～80mL去离子水中并充分搅拌20～40min；

(2)将步骤(1)得到的均匀透明溶液装入水热釜中，在140～160℃下水热反应9～11h；

(3)将步骤(2)所得白色沉淀用去离子水和无水乙醇交替离心洗涤5～7 次，然后将洗涤干净的白色沉淀在70～90℃下烘干11～13h，再将烘干的白色沉淀在450～550℃下煅烧3～5h，从而得到SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球白色粉末。

本发明所述的一种基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器的制备方法，其步骤如下：

(1)取5～15mg煅烧后的SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球白色粉末与0.1mL混合溶剂(乙醇与去离子水体积比为1：1)均匀混合形成浆料，用毛刷蘸取浆料涂敷在Al₂O₃陶瓷管衬底外表面和两条平行、环状且彼此分立的金电极上，厚度为15～30μm；Al₂O₃陶瓷管内径为0.7～0.9mm，外径为1.1～1.3mm，长度为3.8～4.2mm；金电极的宽度0.35～0.45mm，两金电极的间距为0.4～0.6mm，每个金电极上引出2条铂丝导线，长度为4～6mm；

(2)将涂覆好的Al₂O₃陶瓷管在400～500℃下煅烧3.0～5.0h，然后将电阻值为30～40Ω的镍铬合金加热线圈(匝数为50～60匝)穿过Al₂O₃陶瓷管内部，通过控制通过加热线圈的电流以提供传感器合适的工作温度，最后将传感器的四根铂丝以及镍铬合金加热线圈两端焊接到旁热式六角管座上；

(3)将步骤(2)得到的器件在180～220℃空气环境中老化6～8天，从而得到基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器。

工作原理：

本发明利用表面多孔的SnO₂-ZnO异质结构开发出了具有高性能的乙醇与丙酮气体传感器。当基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料气体传感器置于空气中时，空气中的氧气分子将会在材料表面夺取电子并以O₂ ^-、O^-或O^2-的方式存在，材料表面形成耗尽层，电阻增高。当传感器在一定合适温度下接触待测气体时，气体分子将与吸附氧分子发生氧化还原反应，将电子释放回敏感体，从而使电阻下降。在这里我们定义传感器的灵敏度为S：S＝R_a/R_g，其中R_a为传感器金电极间在空气中的电阻，R_g为传感器金电极间接触目标气体后的电阻。

本发明制备的基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器具有以下优点：

1.利用简单的水热方法就可以合成SnO₂-ZnO多孔分等级结构，合成方法简单，成本低廉并且有着很好的可重复性；

2.通过调控了Sn元素掺杂的量，提高了对乙醇以及丙酮的灵敏度，气体传感器对乙醇和丙酮的检测下限较低，并且在较低温度下对20ppm乙醇的检测具有较好的抗湿特性，在检测方面有广阔的应用前景；

3.采用市售管式传感器，器件工艺简单，体积小，适于大批量生产，当然实际应用中也并不是只限制于使用管式传感器。

附图说明

图1：本发明所述的SnO₂-ZnO多孔分等级结构气体传感器的结构示意图；

图2：对比例、实施例1、实施例2和实施例3制备的敏感材料的扫描电镜照片以及实施例2制备的敏感材料的透射电镜照片。

图3：(a)对比例、实施例1、实施例2和实施例3制备的传感器在250℃下对100ppm的5种不同气体的灵敏度的对比图。(b)对比例、实施例1、实施例2和实施例3在300℃下对100ppm的5种不同气体的灵敏度的对比图。

图4：(a)对比例、实施例1、实施例2和实施例3对100ppm乙醇气体的的灵敏度与工作温度的关系曲线。(b)对比例、实施例1、实施例2和实施例3 对100ppm丙酮气体的灵敏度与工作温度的关系曲线。

图5：(a)实施例2在250℃下对不同浓度乙醇气体的实时灵敏度曲线；(b) 实施例2在300℃下对不同浓度丙酮气体的实时灵敏度曲线；

图6：对比例、实施例1、实施例2和实施例3在250℃下对20ppm乙醇气体在不同的湿度下的灵敏度曲线。

如图1所示，各部件名称为：环形金电极1、Al₂O₃绝缘陶瓷管2、敏感材料 3、镍铬合金加热线圈4、铂丝导线5、旁热式六角管座6；

图2为对比例、实施例1、实施例2和实施例3制备的敏感材料的扫描电镜照片和透射电镜照片。从图中可以看出，图2a1～a4的对比例为1at％Sn²⁺(1at％表示原子比为1％，at通用是atom的简称)掺杂的微观结构，可以看到是由多孔纳米片组装而成的分等级结构，大小为10～15μm；图2b1～b4的实施例1为 5at％Sn²⁺掺杂的微观结构，可以看到多孔纳米片之间有少许的纳米粒子组成的团簇，这是由于掺杂所用的Sn²⁺的粒子半径大于Zn²⁺使得有部分Sn无法掺杂进ZnO 而只能在表面形成团簇；图2c1～c4的实施例2为10at％Sn²⁺掺杂的微观结构，可以看到多孔纳米片之间有着更多的纳米粒子组成的团簇，并且纳米片上的孔大小有着明显的减小；图2d1～d4的实施例3为15at％Sn²⁺掺杂的微观结构，可以看到多孔纳米片之间有着大量的纳米粒子组成的团簇，纳米片上的孔道变得更加小。图2e～f为实施例2制备的敏感材料的TEM图片，可以看到大小为～10μm 的分等级结构以及多孔的纳米片结构。图2g为实施例2制备的敏感材料的高分辨TEM图片，可以看到SnO₂与ZnO的晶格分布，说明SnO₂掺杂进入到ZnO。

图3(a)为对比例、实施例1、实施例2和实施例3在250℃下对100ppm的 5种不同气体的灵敏度的对比图。从图中可以看出，四种传感器都对乙醇展现出了较高的灵敏度，并且实施例2达到最高灵敏度。(b)为对比例、实施例1、实施例2和实施例3在300℃下对100ppm的5种不同气体的灵敏度的对比图。从图中可以看出，实施例1、实施例2和实施例3对丙酮气体展现出选择性，并且实施例1达到最高灵敏度，但是对比例并没有展现出对乙醇和丙酮的明显区分。

图4(a)为对比例、实施例1、实施例2和实施例3对100ppm乙醇气体的的灵敏度与工作温度的关系曲线。从图中可以看出，实施例的三组样品的最佳工作温度均为250℃。在250℃时，对比例的灵敏度为9.7，实施例1的灵敏度为 27.6，实施例2的灵敏度为35.1，实施例3的灵敏度最高为27.3。由此可见，通过对ZnO掺杂适量的Sn²⁺可以构筑高灵敏度的气体传感器。(b)为对比例、实施例1、实施例2和实施例3对100ppm丙酮气体的灵敏度与工作温度的关系曲线。从图中可以看出，四组样品的最佳工作温度均为300℃。在300℃时，对比例的灵敏度为8.6，实施例1的灵敏度为33.3，实施例2的灵敏度为19.2，实施例3的灵敏度最高为20.6。由此可见，通过对ZnO掺杂适量的Sn²⁺可以构筑高灵敏度的丙酮传感器。

图5(a)为实施例2在250℃下对不同浓度乙醇气体的灵敏度曲线。灵敏度测试方法：首先将传感器放入体积为1L的空气瓶中，通过与传感器连接的电阻计测试实时的电阻，待阻值趋于稳定时得到传感器在空气中的电阻值即R_a；然后使用微量进样器或者注射器向体积为1L的气瓶中注入0.2～100ppm的乙醇，待传感器电阻值稳定后，通过测量得到传感器在不同浓度乙醇中的电阻值即R_g，根据灵敏度S的定义公式S＝R_a/R_g，计算得到不同乙醇浓度下传感器的灵敏度，最终得到乙醇浓度与灵敏度之间的标准工作曲线。从图中可以看出，实施例2 传感器的检测下限为0.2ppm，此时的灵敏度为1.3。(b)为实施例2在300℃下，对不同浓度丙酮气体的灵敏度曲线。灵敏度测试方法与乙醇一致，从图中可以看出，实施例2传感器对丙酮的检测下限为0.2ppm，此时的灵敏度为1.4。

实际测量未知浓度气体时可通过上述办法先测得R_a、R_g，得到灵敏度值后与乙醇/丙酮浓度-灵敏度的标准工作曲线进行对比，从而得到气氛中的乙醇/丙酮含量，这个特点使气体传感器能够很好的能够应用于环境中乙醇/丙酮气体的检测。

图6为对比例、实施例1、实施例2和实施例3在250℃下对20ppm乙醇气体在不同的湿度下的灵敏度值曲线。可以看到实施例2和实施例3的气体传感器对20ppm乙醇测试具有较好的抗湿特性。灵敏度测试方法：首先将两个体积为1L的空气瓶放入湿度箱中，湿度箱设定一定的湿度值，空气瓶放置约5～10 min。测试时将传感器放置到一个空气瓶中，通过与传感器连接的电阻计测试实时的电阻，待阻值趋于稳定时得到传感器在一定空气湿度中的电阻值R_a；然后使用微量进样器或者注射器向另一个一定湿度的1L气瓶中注入20ppm的乙醇，快速放入气体传感器，待传感器电阻值稳定后，测量得到的一定湿度下电阻值即 R_g，根据灵敏度S的定义公式S＝R_a/R_g，计算得到20ppm乙醇在一定湿度下的灵敏度。测试其他湿度值下的灵敏度只需将湿度箱中的湿度调整适当数值，重复上述测试步骤即可。

具体实施方式

对比例：

以水热法制备1at％SnO₂-ZnO(1at％SnO₂-ZnO指是的Sn与Zn的原子百分比为1％，at是atom的简称，下同)多孔分等级结构材料制作旁热式气体传感器，其具体的制作过程：

(1)首先将1.488g Zn(NO₃)₂·6H₂O、0.6g尿素、0.011g SnCl₂·2H₂O溶解在 70mL去离子水中并充分搅拌30min；

(2)将上述步骤(1)中均匀透明溶液装入100mL水热釜中，将水热釜放入烘箱中，在150℃下水热反应10h；

(3)反应结束后，将所得白色沉淀用去离子水和无水乙醇交替进行离心洗涤 6次，将洗涤干净的白色沉淀进行80℃烘干，烘干时间为12h，结束后将烘干的白色沉淀在马弗炉中在500℃下煅烧4h，从而得到1at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球白色粉末；

(4)取10mg煅烧后的白色粉末与0.1mL混合溶剂(乙醇与去离子水体积比为1:1)均匀混合形成浆料。用毛刷蘸取浆料涂敷在Al₂O₃陶瓷管外表面(表面有两条平行环状彼此分立的金电极)，使浆料完全均匀的负载在金电极以及陶瓷管的外表面，厚度为25μm。Al₂O₃陶瓷管内径为0.8mm，外径为1.2mm，长度为4mm；金电极宽度0.4mm，两金电极间距为0.5mm；每个金电极引出2 条铂丝导线，长度为5mm。

(5)将涂覆好的陶瓷管放入马弗炉中在450℃下煅烧4.0h，然后将电阻值为35Ω(由万用表实际测量)的镍铬加热线圈穿过Al₂O₃陶瓷管内部，通过控制通过加热线圈的电流以提供传感器合适的工作温度，最后将传感器的四根铂丝以及镍铬加热线圈两端焊接到旁热式六角管座上。

(6)将制作好的传感器在200℃空气环境中老化7天，最终得到基于 1at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器。

实施例1：

以水热法制备5at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构材料制作旁热式气体传感器，其具体的制作过程：

(1)首先将1.488g Zn(NO₃)₂·6H₂O、0.6g尿素、0.056g SnCl₂·2H₂O溶解在 70mL去离子水中并充分搅拌30min；

(2)将上述步骤(1)中均匀透明溶液装入100mL水热釜中，将水热釜放入烘箱中，在150℃下水热反应10h；

(3)反应结束后，将所得白色沉淀用去离子水和无水乙醇交替进行离心洗涤 6次，将洗涤干净的白色沉淀进行80℃烘干，烘干时间为12h，结束后将烘干的白色沉淀在马弗炉中在500℃下煅烧4h，从而得到5at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球白色粉末；

(4)取10mg煅烧后的白色粉末与0.1mL混合溶剂(乙醇与去离子水体积比为1:1)均匀混合形成浆料。用毛刷蘸取浆料涂敷在Al₂O₃陶瓷管外表面(表面有两条平行环状彼此分立的金电极)，使浆料完全均匀的负载在金电极以及陶瓷管的外表面，厚度为25μm。Al₂O₃陶瓷管内径为0.8mm，外径为1.2mm，长度为4mm；金电极宽度0.4mm，两金电极间距为0.5mm；每个金电极引出2 条铂丝导线，长度为5mm。

(5)将涂覆好的陶瓷管放入马弗炉中在450℃下煅烧4.0h，然后将电阻值为35Ω(由万用表实际测量)的镍铬加热线圈穿过Al₂O₃陶瓷管内部，通过控制通过加热线圈的电流以提供传感器合适的工作温度，最后将传感器的四根铂丝以及镍铬加热线圈两端焊接到旁热式六角管座上。

(6)将制作好的传感器在200℃空气环境中老化7天，最终得到基于 5at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器。

实施例2：

以水热法制备10at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构材料制作旁热式气体传感器，其具体的制作过程：

(1)首先将1.488g Zn(NO₃)₂·6H₂O、0.6g尿素、0.112g SnCl₂·2H₂O溶解在 70mL去离子水中并充分搅拌30min；

(2)将上述步骤(1)中均匀透明溶液装入100mL水热釜中，将水热釜放入烘箱中，在150℃下水热反应10h；

(3)反应结束后，将所得白色沉淀用去离子水和无水乙醇交替进行离心洗涤 6次，将洗涤干净的白色沉淀进行80℃烘干，烘干时间为12h，结束后将烘干的白色沉淀在马弗炉中在500℃下煅烧4h，从而得到10at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球白色粉末；

(4)取10mg煅烧后的白色粉末与0.1mL混合溶剂(乙醇与去离子水体积比为1:1)均匀混合形成浆料。用毛刷蘸取浆料涂敷在Al₂O₃陶瓷管外表面(表面有两条平行环状彼此分立的金电极)，使浆料完全均匀的负载在金电极以及陶瓷管的外表面，厚度为25μm。Al₂O₃陶瓷管内径为0.8mm，外径为1.2mm，长度为4mm；金电极宽度0.4mm，两金电极间距为0.5mm；每个金电极引出2 条铂丝导线，长度为5mm。

(5)将涂覆好的陶瓷管放入马弗炉中在450℃下煅烧4.0h，然后将电阻值为35Ω(由万用表实际测量)的镍铬加热线圈穿过Al₂O₃陶瓷管内部，通过控制通过加热线圈的电流以提供传感器合适的工作温度，最后将传感器的四根铂丝以及镍铬加热线圈两端焊接到旁热式六角管座上。

(6)将制作好的传感器在200℃空气环境中老化7天，最终得到基于10at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器。

实施例3：

以水热法制备15at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构材料制作旁热式气体传感器，其具体的制作过程：

(1)首先将1.488g Zn(NO₃)₂·6H₂O、0.6g尿素、0.169g SnCl₂·2H₂O溶解在 70mL去离子水中并充分搅拌30min；

(2)将上述步骤(1)中均匀透明溶液装入100mL水热釜中，将水热釜放入烘箱中，在150℃下水热反应10h；

(3)反应结束后，将所得白色沉淀用去离子水和无水乙醇交替进行离心洗涤 6次，将洗涤干净的白色沉淀进行80℃烘干，烘干时间为12h，结束后将烘干的白色沉淀在马弗炉中在500℃下煅烧4h，从而得到15at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球白色粉末；

(4)取10mg煅烧后的白色粉末与0.1mL混合溶剂(乙醇与去离子水体积比为1:1)均匀混合形成浆料。用毛刷蘸取浆料涂敷在Al₂O₃陶瓷管外表面(表面有两条平行环状彼此分立的金电极)，使浆料完全均匀的负载在金电极以及陶瓷管的外表面，厚度为25μm。Al₂O₃陶瓷管内径为0.8mm，外径为1.2mm，长度为4mm；金电极宽度0.4mm，两金电极间距为0.5mm；每个金电极引出2 条铂丝导线，长度为5mm。

(5)将涂覆好的陶瓷管放入马弗炉中在450℃下煅烧4.0h，然后将电阻值为35Ω(由万用表实际测量)的镍铬加热线圈穿过Al₂O₃陶瓷管内部，通过控制通过加热线圈的电流以提供传感器合适的工作温度，最后将传感器的四根铂丝以及镍铬加热线圈两端焊接到旁热式六角管座上。

(6)将制作好的传感器在200℃空气环境中老化7天，最终得到基于 15at％SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器。

Claims (4)

1.一种基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器，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纳米敏感材料、置于Al₂O₃陶瓷管内的镍铬合金加热线圈组成；其特征在于：纳米敏感材料为SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球，且由如下步骤制备得到，

(1)首先将1.488g Zn(NO₃)₂·6H₂O、0.6g尿素、0.056～0.169g SnCl₂·2H₂O溶解在60～80mL去离子水中并充分搅拌20～40min；

(2)将步骤(1)得到的均匀透明溶液装入水热釜中，在140～160℃下水热反应9～11h；

(3)将步骤(2)所得白色沉淀用去离子水和无水乙醇交替离心洗涤5～7次，然后将洗涤干净的白色沉淀在70～90℃下烘干11～13h，再将烘干的白色沉淀在450～550℃下煅烧3～5h，从而得到SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球白色粉末。

2.如权利要求1所述的一种基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器，其特征在于：Al₂O₃陶瓷管内径为0.7～0.9mm，外径为1.1～1.3mm，长度为3.8～4.2mm；金电极的宽度0.35～0.45mm，两金电极的间距为0.4～0.6mm，每个金电极上引出2条铂丝导线，长度为4～6mm；纳米敏感材料的厚度为15～30μm。

3.如权利要求1所述的一种基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器的制备方法，其步骤如下：

(1)取5～15mg煅烧后的SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料微球白色粉末与0.1mL混合溶剂(乙醇与去离子水体积比为1：1)均匀混合形成浆料，用毛刷蘸取浆料涂敷在Al₂O₃陶瓷管衬底外表面和两条平行、环状且彼此分立的金电极上，厚度为15～30μm；Al₂O₃陶瓷管内径为0.7～0.9mm，外径为1.1～1.3mm，长度为3.8～4.2mm；金电极的宽度0.35～0.45mm，两金电极的间距为0.4～0.6mm，每个金电极上引出2条铂丝导线，长度为4～6mm；

(2)将涂覆好的Al₂O₃陶瓷管在350～450℃下煅烧1.5～3.0h，然后将电阻值为30～40Ω的镍铬合金加热线圈(匝数为50～60匝)穿过Al₂O₃陶瓷管内部，通过控制通过加热线圈的电流以提供传感器合适的工作温度，最后将传感器的四根铂丝以及镍铬合金加热线圈两端焊接到旁热式六角管座上；

(3)将步骤(2)得到的器件在180～220℃空气环境中老化6～8天，从而得到基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器。

4.权利要求1或2所述的一种基于SnO₂-ZnO多孔分等级结构敏感材料的气体传感器在检测乙醇或丙酮中的应用。

Images