CN114609196A - 一种气敏材料与气体传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气体传感器技术领域，涉及一种气敏材料与气体传感器及其制备方法，所述气敏材料为钙钛矿型La1‑xFeO3，是钙钛矿相LaFeO3经酸性蚀刻选择性溶解La后获得的，本发明以硝酸镧和硝酸铁为原料，聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂，乙二醇作为溶剂，利用水热反应得到前驱体材料，高温退火后得到纯钙钛矿相LaFeO3粉末，然后将其分散在柠檬酸溶液中，室温下超声并搅拌特定时间后进行离心和烘干，将得到的粉末在空气氛围中烧结，得到酸性蚀刻的钙钛矿型La1‑ xFeO3敏感材料。本发明基于酸性蚀刻策略的表面活性位点富集的钙钛矿型La1‑xFeO3敏感材料的气体传感器在检测微量丙酮方面有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于半导体氧化物气体传感器技术领域，具体涉及一种气敏材料与气体传感器及其制备方法。
背景技术
随着全球工业和经济的快速发展，挥发性有机化合物(VOCs)气体污染已成为危害社会安全和人类健康的严重问题。特别是丙酮，其作为有机合成原料和良好溶剂，在浓度超过173ppm时具有很强的挥发性。长期接触高浓度的丙酮会对人的眼睛、鼻子和中枢神经系统造成损害。此外，丙酮也是糖尿病患者呼吸过程中的一个重要生物标志物。通常情况下，健康人呼吸中的丙酮浓度在0.3ppm到0.9ppm之间，而糖尿病前期患者呼吸中的丙酮浓度高于1.8ppm，所以人体呼出气体中的丙酮浓度是诊断糖尿病前期的一个重要而可靠的指标。因此，开发快速、选择性地检测丙酮的气体传感器对社会和医学都有重要意义。
钙钛矿LaFeO3是一种典型的P型半导体材料，在气体传感器领域引起了很多关注和研究。然而，在检测过程中，钙钛矿LaFeO3通常表现出不令人满意的气体传感性能，这主要是由于其较低的比表面积和较少的活性点。为了提高VOC气体在表面的吸附能力，主要的研究方法是制备具有大比表面积的三维(3D)结构和贵金属修饰。具有大比表面积的三维材料的制备可以增加吸附位点，但通常需要构建一个可消除的模板，这会增加制备过程。贵金属具有催化作用，也可以提供额外的吸附位点，增强表面对气体的吸附作用，但会增加成本，不适合大规模生产和实际应用。因此，开发成本低、制备工艺简单且表面活性位点富集的钙钛矿型LaFeO3丙酮气体传感器在工业和医疗领域具有巨大的应用潜力。有关密度泛函和分子动力学理论研究结果表明，钙钛矿氧化物的催化活性或吸附位点基本上是由B位金属阳离子控制的而不是A位金属阳离子。然而，对于纯钙钛矿氧化物的暴露表面，A位阳离子比B位阳离子具有优先权。这导致了一种可能性，即基于理想的块状端面的各种原始钙钛矿氧化物气体传感器的真正气敏性能被严重低估了。因此，通过调整钙钛矿LaFeO3表面以暴露出更多的B位活性吸附位点来提高气敏性能是可行的。
发明内容
基于上述目的，本发明提供一种气敏材料与气体传感器及其制备方法。本发明中，通过柠檬酸溶液蚀刻策略，进行表面金属La选择性溶解，制备了表面活性位点Fe富集的钙钛矿La1-xFeO3纳米颗粒，并采用La1-xFeO3纳米颗粒制备气体传感器，在钙钛矿LaFeO3中，单个La-O键通常比Fe-O键更长，具有更高的表面能，这导致不同的金属阳离子在酸性溶液中的溶解度不同。La金属阳离子可以在酸处理后从晶体框架中被腐蚀出来，导致钙钛矿LaFeO3表面暴露更多的活性金属Fe，这将增加敏感材料表面的活性位点，从而实现了传感器气敏特性的极大改良。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气敏材料，所述气敏材料为钙钛矿型La1-xFeO3，是钙钛矿相LaFeO3经酸性蚀刻选择性溶解La后获得的。
本发明另一方面还提供了上述气敏材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)首先将La(Ⅲ)盐、Fe(Ⅲ)盐溶于乙二醇中，加入表面活性剂，搅拌均匀；
(2)将步骤(1)得到的溶液在170～190℃条件下水热反应24～25h，自然冷却到室温后，对水热反应产物洗涤、干燥；
(3)将步骤(2)干燥后的水热反应产物于700～800℃下煅烧2～3h；
(4)配制柠檬酸水溶液，搅拌均匀；
(5)将步骤(3)煅烧后的产物超声分散在步骤(4)配制柠檬酸水溶液中，在室温下搅拌30～90min，固液分离，对分离后的固相洗涤、干燥后，于400～500℃下煅烧1～2h，从而得到酸性蚀刻的钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料。
进一步地，所述步骤(1)La(Ⅲ)盐、Fe(Ⅲ)盐中La(Ⅲ)与Fe(Ⅲ)的摩尔比为1:1，乙二醇中La(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)总摩尔浓度为1～2mol/L。
进一步地，所述步骤(1)中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，乙二醇中聚乙烯吡咯烷酮的加入量为2～3g/L。
进一步地，所述步骤(1)中柠檬酸水溶液的浓度为1～2mol/L。
进一步地，所述步骤(2)和步骤(5)中的干燥温度为60～80℃，步骤(1)和步骤(4)中的搅拌时间为30～40min。
本发明另一方面还提供了基于上述气敏材料或上述制备方法制备的气敏材料的气体传感器，所述气体传感器包括：Al2O3陶瓷管，所述Al2O3陶瓷管内设有镍镉合金加热线圈，Al2O3陶瓷管外设有两条环形金电极，每条金电极分别连接有铂丝导线，其特征在于，所述Al2O3陶瓷管以及金电极外表面涂覆有钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料层，所述气敏材料层厚度为18～23μm。
进一步地，所述气体传感器中的两条金电极互相平行、彼此分立。
进一步地，所述气体传感器中Al2O3陶瓷管的内径为0.6～0.8mm，外径为1.0～1.3mm，长度为4～5mm；单个金电极的宽度为0.4～0.5mm，两条环形金电极的间距为0.5～0.6mm；金电极上引出的铂丝导线，其长度为4～5mm。
上述传感器的制备方法，步骤如下：
1)将气敏材料与无水乙醇按质量比1～2:1的比例混合均匀形成浆料；取浆料涂覆在Al2O3陶瓷管以及金电极外表面；
2)将涂覆后的Al2O3陶瓷管在300～350℃下烧结2～3h，将电阻值为30～40Ω的镍镉合金加热线圈穿过Al2O3陶瓷管内部；然后通过铂丝导线将Al2O3陶瓷管焊接在旁热式六角管座上；
3)将步骤2)处理后的Al2O3陶瓷管在280～300℃空气环境中老化2～5天，从而得到酸性蚀刻的钙钛矿型La1-xFeO3气体传感器。
本发明首先以硝酸镧和硝酸铁为原料，聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂，乙二醇作为溶剂，利用水热反应得到前驱体材料，高温退火后得到纯钙钛矿相LaFeO3粉末，然后将其分散在1mol/L的柠檬酸溶液中，室温下超声并搅拌特定时间后进行离心和烘干，将得到的粉末在空气氛围中烧结，得到酸性蚀刻的钙钛矿型La1-xFeO3敏感材料。
本发明基于酸性蚀刻策略的表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3敏感材料的丙酮气体传感器，器件为旁热式结构，由带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al2O3陶瓷管衬底、涂覆在陶瓷管外表面和金电极上的钙钛矿型La1-xFeO3敏感材料和置于陶瓷管内的镍镉合金加热线圈组成。传感器在工作时，镍镉合金加热线圈通以直流电来提供传感器的工作温度，通过测量不同气氛中两条金电极间的直流电阻阻值实现测量丙酮浓度的功能，气体传感测试结果表明，酸性蚀刻后的La1-xFeO3气体传感器的丙酮气体传感性能得到了有效改善。在200℃的最佳工作温度下，酸性蚀刻后的LFO气体传感器对20ppm丙酮的响应达到了50，几乎是原始LaFeO3材料的12倍，具有较低的检测极限(50ppb)，并保持了良好的检测选择性和稳定性。因此可以得知，本发明所述传感器在检测微环境中丙酮含量方面有广阔的应用前景。
本发明的工作原理为：
对于基于酸性蚀刻策略的表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3丙酮气体传感器，通过酸性溶液蚀刻策略进行选择性溶解La来增加活性位点Fe的暴露是其气敏特性提高的关键。众所周知，半导体金属氧化物气体传感器的高性能是以有足够数量的吸附位点来吸附待测气体分子为前提的，确保更多的气体分子可以在材料表面发生氧化还原反应，从而加强电子转移过程，导致电阻的更大变化。一般来讲，钙钛矿氧化物的催化活性或吸附位点基本上是由B位阳离子而不是A位阳离子控制的。然而，对于纯钙钛矿氧化物，A位阳离子比B位阳离子在暴露表面具有优先权。这导致了一种可能性，即基于理想的块状端面的各种原始过氧化物气体传感器的真正气敏性能被严重低估了。在钙钛矿氧化物LaFeO3中，单个La-O键通常比Fe-O键更长，具有更高的表面能，这就导致不同的金属阳离子在酸性溶液中的溶解度不同。所以，在酸性蚀刻处理后，金属阳离子La可以从晶体框架中被腐蚀出来，从而导致非计量比的氧化物表面。大量的表面活性位点有利于氧气的吸附，增强表面吸附氧物种，导致敏感材料在空气中呈现高阻状态，当敏感材料处于还原性气体丙酮气氛中，丙酮分子会吸附在活性位点并与表面的吸附氧发生氧化还原反应。大量的表面活性位点为氧化还原反应提供更多的反应位，这样被重新释放回的大量电子会导致材料电阻发生大幅度降低，从而引起灵敏度的增大。在这里我们定义感器的灵敏度S：S＝Rair/Rgas，其中Rair为传感器在空气中两金电极间的电阻，Rgas为传感器接触丙酮后两金电极间的电阻。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明通过酸性蚀刻策略得到表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3敏感材料，为开发的高性能钙钛矿型丙酮气体传感器提供了一种有效的敏感材料；
2.柠檬酸溶液蚀刻对钙钛矿LaFeO3表面的金属La具有选择性溶解作用，从而增加表面活性位点Fe的暴露，并且不会破坏晶体结构，显著的改善了钙钛矿LaFeO3基气体传感器对丙酮的气敏特性，主要表现在大幅提高的灵敏度(50～20ppm)，显著降低对丙酮气体的检测下限(50ppb)，可见基于酸性蚀刻策略的表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3敏感材料的气体传感器在检测微量丙酮方面有广阔的应用前景；
3.本发明制作的表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3基丙酮气体传感器制作工艺简单，制备方法步骤简便，成本低廉，适合工业上批量生产。
附图说明
图1为本发明所述的基于酸性蚀刻策略的表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3敏感材料的丙酮气体传感器的结构示意图；
图2为对比例1、实施例1、实施例2和实施例3气敏材料的XRD衍射图谱；
图3为对比例1、实施例1、实施例2和实施例3制备的气敏材料的SEM形貌图：
图4为实施例2制备的钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料的TEM图；
图5为对比例1、实施例1、实施例2和实施例3气敏材料的氮气吸附-脱附曲线和孔径分布曲线；
图6为对比例1、实施例1、实施例2和实施例3气敏材料的金属元素比率：EDS能谱分析结果和ICP-MS分析结果图；
图7为对比例2、实施例4、实施例5和实施例6中传感器在不同工作温度下对20ppm丙酮的响应；
图8为在200℃的最佳工作温度下，对比例2、实施例4、实施例5和实施例6中传感器对20ppm各种不同的有机挥发性气体的响应；
图9为在200℃的最佳工作温度下，对比例2、实施例4、实施例5和实施例6中传感器在不同浓度丙酮气氛中灵敏度变化曲线；
图10为在200℃的最佳工作温度下，对比例2、实施例4、实施例5和实施例6中传感器对20ppm丙酮的连续测量曲线；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明属于气体传感器技术领域，涉及一种气敏材料与气体传感器及其制备方法，所述气敏材料为钙钛矿型La1-xFeO3，是钙钛矿相LaFeO3经酸性蚀刻选择性溶解La后获得的，所述气体传感器如图1所示，包括：Al2O3陶瓷管1，所述Al2O3陶瓷管内设有镍镉合金加热线圈2，Al2O3陶瓷管外设有两条环形金电极3，两条金电极互相平行、彼此分立，每条金电极分别连接有铂丝导线4，所述Al2O3陶瓷管以及金电极外表面涂覆有钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料层。其中钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料及气体传感器的制备步骤如下各实施例所示：
对比例1：
一种钙钛矿型LaFeO3气敏材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)首先将2mmol的La(NO3)3·6H2O和2mmol的Fe(NO3)3·9H2O溶于40mL乙二醇里面，然后加入0.1g聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌30min；
(2)将步骤(1)得到的溶液在180℃条件下水热反应24h，自然冷却到室温后用去离子水和无水乙醇溶液分别洗涤3～5次，再于60℃空气氛围下干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料于700℃下煅烧2h，煅烧产物的XRD衍射图谱如图2所示；其SEM形貌图如图3a所示；其氮气吸附-脱附曲线如图5a所示，孔径分布曲线如图5b所示；其金属元素比率：EDS能谱分析结果和ICP-MS分析结果如图6所示。
实施例1：
一种钙钛矿型气敏材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)首先将2mmol的La(NO3)3·6H2O和2mmol的Fe(NO3)3·9H2O溶于40mL乙二醇里面，然后加入0.08g聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌30min；
(2)将步骤(1)得到的溶液在170℃条件下水热反应24h，自然冷却到室温后用去离子水和无水乙醇溶液分别洗涤3～5次，再于60℃空气氛围下干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料于700℃下煅烧2h；
(4)将0.15mol的无水柠檬酸溶于100ml的去离子水中，充分搅拌30min；
(5)将1.0g步骤(3)得到的物料超声分散在步骤(4)制备的溶液中，在室温下搅拌30min后用去离子水和乙醇溶液分别洗涤3～5次，然后于60℃烘干，并于400℃下煅烧1h，从而得到基于酸性蚀刻的表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料粉末，其XRD衍射图谱如图2所示；其SEM形貌图如图3b所示，其氮气吸附-脱附曲线如图5a所示，孔径分布曲线如图5b所示；其金属元素比率：EDS能谱分析结果和ICP-MS分析结果如图6所示。
实施例2：
一种钙钛矿型气敏材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)首先将3mmol的La(NO3)3·6H2O和3mmol的Fe(NO3)3·9H2O溶于40mL乙二醇里面，然后加入0.1g聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌30min；
(2)将步骤(1)得到的溶液在180℃条件下水热反应24.5h，自然冷却到室温后用去离子水和乙醇溶液分别洗涤3～5次，再于70℃空气氛围下干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料于750℃下煅烧2.5h；
(4)将0.1mol的无水柠檬酸溶于100ml的去离子水中，充分搅拌30min；
(5)将1.0g步骤(3)得到的物料超声分散在步骤(4)制备的溶液中，在室温下搅拌60min后用去离子水和乙醇溶液分别洗涤3～5次，然后于70℃烘干，并于450℃下煅烧1.5h，从而得到基于酸性蚀刻的表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料粉末，其XRD衍射图谱如图2所示；其SEM形貌图如图3c所示，TEM如图4所示；其氮气吸附-脱附曲线如图5a所示，孔径分布曲线如图5b所示；其金属元素比率：EDS能谱分析结果和ICP-MS分析结果如图6所示。
实施例3：
一种钙钛矿型气敏材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)首先将4mmol的La(NO3)3·6H2O和4mmol的Fe(NO3)3·9H2O溶于40mL乙二醇里面，然后加入0.12g聚乙烯吡咯烷酮，充分搅拌30min；
(2)将步骤(1)得到的溶液在190℃条件下水热反应25h，自然冷却到室温后用去离子水和无水乙醇溶液分别洗涤3～5次，再于80℃空气氛围下干燥；
(3)将步骤(2)得到的物料于800℃下煅烧3h；
(4)将0.2mol的无水柠檬酸溶于100ml的去离子水中，充分搅拌30min；
(5)将1.0g步骤(3)得到的物料超声分散在步骤(4)制备的溶液中，在室温下搅拌90min后用去离子水和乙醇溶液分别洗涤3～5次，然后于80℃烘干，并于500℃下煅烧2h，从而得到基于酸性蚀刻的表面活性位点富集的钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料粉末，其XRD衍射图谱如图2所示；其SEM形貌图如图3d所示；其氮气吸附-脱附曲线如图5a所示，孔径分布曲线如图5b所示；其金属元素比率：EDS能谱分析结果和ICP-MS分析结果如图6所示。
如图2所示，对比例1、实施例1、实施例2和实施例3中的气敏材料均呈现立方晶相的钙钛矿LaFeO3结构，说明酸性蚀刻处理不会破坏气敏材料的晶体结构。
如图3所示，图3a中可以看出未经酸性蚀刻处理的钙钛矿LaFeO3气敏材料为纳米颗粒结构，分散均匀，大小均一，图3b、图3c、图3d为酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料的形貌图，材料依然呈现纳米颗粒结构，唯一变化的是材料表面变得粗糙。
如图4所示，图4a是合成的酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料TEM图，可以看出钙钛矿LaFeO3纳米颗粒堆积在一起。又对酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料进行了HRTEM测试(图4b)，可以计算出一个方向上相邻晶面间的距离是0.35nm，对应于钙钛矿LaFeO3的(111)晶面。
如图5所示，图5a是合成的酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料的氮气吸附-脱附曲线，所有样品都表现出典型的IV型吸附等温线和H3滞后环，这表明材料中存在介孔结构。对比例1、实施例1、实施例2和实施例3的BET表面积分别为20.5178m2g-1、35.4641m2g-1、31.7401m2g-1和32.8898m2g-1，显然，酸性蚀刻处理可以增大材料的比表面积。图5b是合成的酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3敏感材料的孔径分布曲线，可以看出，对比例1、实施例1、实施例2和实施例3中的孔径分布较为相似。
如图6所示，从合成的酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料的EDS能谱分析结果，可以看出酸性蚀刻处理后的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料表面Fe/La比率逐渐增加，并在实施例2中达到最大值。从酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料的ICP-MS分析结果，可以发现，与EDS结果相似，酸性蚀刻处理可以增加Fe/La比率。然而，ICP-MS结果显示材料整体的Fe/La比率一直在增加，这说明酸性蚀刻在溶解表面金属La后会向材料内部继续进行，而气敏材料表面的Fe/La比率会在实施例2中达到最大值。
对比例2
以对比例1制得的钙钛矿LaFeO3材料作为敏感材料制作气体传感器，其具体的制备方法如下：
1)取钙钛矿LaFeO3材料粉末与无水乙醇按质量比2:1的比例混合均匀形成浆料；用微型移液枪吸取浆料涂覆在Al2O3陶瓷管以及金电极外表面，形成完全覆盖Al2O3陶瓷管以及金电极外表面的气敏材料层，气敏材料层厚度为18μm；其中Al2O3陶瓷管的内径为0.7mm，外径为1.2mm，长度为4.5mm；其外表面上自带有两条相互平行的环形金电极，两电极单个宽度为0.4mm，间距为0.5mm；金电极上引出的铂丝导线长度为4mm)；
2)将Al2O3陶瓷管在300℃下烧结2h，然后将电阻值为30Ω的镍镉合金加热线圈穿过Al2O3陶瓷管内部，通以直流电来提供工作温度；最后通过铂丝导线将Al2O3陶瓷管焊接在通用旁热式六角管座上；
3)将步骤2)处理后的Al2O3陶瓷管在280℃空气环境中老化2天，从而得到钙钛矿LaFeO3氧化物半导体气体传感器，待用；
4)测试传感器的灵敏度；传感器在不同工作温度下对20ppm丙酮的响应如图7所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器对20ppm各种不同的有机挥发性气体的响应如图8所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器在不同浓度丙酮气氛中灵敏度变化曲线如图9所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器对20ppm丙酮的连续测量曲线如图10所示。
实施例4：
以实施例1制备侧酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料制作气体传感器，其具体的制备方法如下：
1)取酸性蚀刻的钙钛矿La1-xFeO3材料粉末与无水乙醇按质量比1:1的比例混合均匀形成浆料；用微型移液枪吸取浆料涂覆在Al2O3陶瓷管以及金电极外表面，形成完全覆盖Al2O3陶瓷管以及金电极外表面的气敏材料层，气敏材料层厚度为18μm；其中Al2O3陶瓷管的内径为0.6mm，外径为1mm，长度为4mm；其外表面上自带有两条相互平行的环形金电极，两电极单个宽度为0.5mm，间距为0.6mm；金电极上引出的铂丝导线长度为5mm；
2)将Al2O3陶瓷管在330℃下烧结2h，然后将电阻值为35Ω的镍镉合金加热线圈穿过Al2O3陶瓷管内部，通以直流电来提供工作温度；最后通过铂丝导线将Al2O3陶瓷管焊接在通用旁热式六角管座上；
3)将步骤2)处理后的Al2O3陶瓷管在290℃空气环境中老化2天，从而得到酸性蚀刻的钙钛矿La1-xFeO3氧化物半导体气体传感器，待用；
4)测试传感器的灵敏度；传感器在不同工作温度下对20ppm丙酮的响应如图7所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器对20ppm各种不同的有机挥发性气体的响应如图8所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器在不同浓度丙酮气氛中灵敏度变化曲线如图9所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器对20ppm丙酮的连续测量曲线如图10所示。
实施例5：
以实施例2制得的酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料制作气体传感器，其具体的制备方法如下：
1)取酸性蚀刻的钙钛矿La1-xFeO3材料粉末与无水乙醇按质量比1.5:1的比例混合均匀形成浆料；用微型移液枪吸取浆料涂覆在Al2O3陶瓷管以及金电极外表面，形成完全覆盖Al2O3陶瓷管以及金电极外表面的气敏材料层，气敏材料层厚度为20μm；其中Al2O3陶瓷管的内径为0.8mm，外径为1.3mm，长度为5mm；其外表面上自带有两条相互平行的环形金电极，两电极单个宽度为0.5mm，间距为0.6mm；金电极上引出的铂丝导线长度为5mm；
2)将Al2O3陶瓷管在350℃下烧结2.5h，然后将电阻值为35Ω的镍镉合金加热线圈穿过Al2O3陶瓷管内部，通以直流电来提供工作温度；最后通过铂丝导线将Al2O3陶瓷管焊接在通用旁热式六角管座上；
3)将步骤2)处理后的Al2O3陶瓷管在290℃空气环境中老化3天，从而得到酸性蚀刻的钙钛矿La1-xFeO3氧化物半导体气体传感器，待用；
4)测试传感器的灵敏度；传感器在不同工作温度下对20ppm丙酮的响应如图7所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器对20ppm各种不同的有机挥发性气体的响应如图8所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器在不同浓度丙酮气氛中灵敏度变化曲线如图9所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器对20ppm丙酮的连续测量曲线如图10所示。
实施例6：
以实施例3制得的酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3气敏材料制作气体传感器，其具体的制备方法如下：
1)取酸性蚀刻的钙钛矿La1-xFeO3材料粉末与无水乙醇按质量比2:1的比例混合均匀形成浆料；用微型移液枪吸取浆料涂覆在Al2O3陶瓷管以及金电极外表面，形成完全覆盖Al2O3陶瓷管以及金电极外表面的气敏材料层，气敏材料层厚度为23μm；其中Al2O3陶瓷管的内径为0.7mm，外径为1.1mm，长度为4.5mm；其外表面上自带有两条相互平行的环形金电极，两电极单个宽度为0.4mm，间距为0.5mm；金电极上引出的铂丝导线长度为5mm；
2)将Al2O3陶瓷管在350℃下烧结2h，然后将电阻值为40Ω的镍镉合金加热线圈穿过Al2O3陶瓷管内部，通以直流电来提供工作温度；最后通过铂丝导线将Al2O3陶瓷管焊接在通用旁热式六角管座上；
3)将步骤2)处理后的Al2O3陶瓷管在300℃空气环境中老化5天，从而得到酸性蚀刻的钙钛矿La1-xFeO3氧化物半导体气体传感器，待用；
4)测试传感器的灵敏度；传感器在不同工作温度下对20ppm丙酮的响应如图7所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器对20ppm各种不同的有机挥发性气体的响应如图8所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器在不同浓度丙酮气氛中灵敏度变化曲线如图9所示；在200℃的最佳工作温度下，传感器对20ppm丙酮的连续测量曲线如图10所示。
如图7所示，可以看到传感器的灵敏度随温度先上升再下降，呈现出很强的温度依赖性。对于未经酸性蚀刻处理的钙钛矿LaFeO3基传感器(对比例2中传感器)而言，其灵敏度在200℃条件下达到峰值，可以看到灵敏度最大值仅在3～4之间。相比之下，经过酸性蚀刻处理的钙钛矿La1-xFeO3传感器(实施例4，实施例5和实施例6中传感器)其灵敏度都有不同程度的提高，而且它们的最佳工作温度为200℃，在最佳工作温度下，实施例2中传感器获得最大的响应值(～50)。与对比例2中传感器相比，它的灵敏度提高了12倍多。
如图8所示，在200℃的工作温度下，相比于对比例2、实施例4和实施例6中传感器，实施例5中的传感器对丙酮具备较好的选择性，且灵敏度最高。
如图9所示，在200℃的工作温度下，对比例2、实施例4、实施例5和实施例6中传感器的灵敏度在不同浓度的丙酮(0.2～20ppm)气氛下的变化曲线。从图中可以看出随着检测气体丙酮的浓度增大，传感器的灵敏度逐渐增大。值得注意的是与对比例3、实施例4和实施例6中传感器相比，实施例5中传感器能够检测的丙酮浓度下限为50ppb(图9e)，实施例5中传感器的检测下限较低，且与对比例2、实施例4和实施例6中传感器相比，实施例5中传感器的灵敏度得到了显著的提高。另外，从图9f中拟合曲线可以发现，传感器灵敏度与丙酮浓度之间呈现良好的线性关系，说明传感器具有良好的测试范围。
如图10所示，在200℃的工作温度下，对比例2、实施例4、实施例5和实施例6中传感器在四个连续测量过程中灵敏度基本维持不变，并且在测试完成后均可以恢复到初始状态，说明传感器具有良好的重复性和稳定性。
以上技术方案阐述了本发明的技术思路，不能以此限定本发明的保护范围，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上技术方案所作的任何改动及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种气敏材料，其特征在于，所述气敏材料为钙钛矿型La1-xFeO3，是钙钛矿相LaFeO3经酸性蚀刻选择性溶解La后获得的。
2.根据权利要求1所述的一种气敏材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)首先将La(Ⅲ)盐、Fe(Ⅲ)盐溶于乙二醇中，加入表面活性剂，搅拌均匀；
(2)将步骤(1)得到的溶液在170～190℃条件下水热反应24～25h，自然冷却到室温后，对水热反应产物洗涤、干燥；
(3)将步骤(2)干燥后的水热反应产物于700～800℃下煅烧2～3h；
(4)配制柠檬酸水溶液，搅拌均匀；
(5)将步骤(3)煅烧后的产物超声分散在步骤(4)配制柠檬酸水溶液中，在室温下搅拌30～90min，固液分离，对分离后的固相洗涤、干燥后，于400～500℃下煅烧1～2h，从而得到酸性蚀刻的钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料。
3.根据权利要求2所述的所述的一种气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)La(Ⅲ)盐、Fe(Ⅲ)盐中La(Ⅲ)与Fe(Ⅲ)的摩尔比为1:1，乙二醇中La(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)总摩尔浓度为1～2mol/L。
4.根据权利要求2所述的所述的一种气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，乙二醇中聚乙烯吡咯烷酮的加入量为2～3g/L。
5.根据权利要求2所述的所述的一种气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中柠檬酸水溶液的浓度为1～2mol/L。
6.根据权利要求2所述的所述的一种气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(5)中的干燥温度为60～80℃，步骤(1)和步骤(4)中的搅拌时间为30～40min。
7.一种气体传感器，所述气体传感器包括：Al2O3陶瓷管，所述Al2O3陶瓷管内设有镍镉合金加热线圈，Al2O3陶瓷管外设有两条环形金电极，每条金电极分别连接有铂丝导线，其特征在于，所述Al2O3陶瓷管以及金电极外表面涂覆有钙钛矿型La1-xFeO3气敏材料层，所述气敏材料层厚度为18～23μm。
8.根据权利要求7所述的一种气体传感器，其特征在于，所述气体传感器中的两条金电极互相平行、彼此分立。
9.根据权利要求7所述的一种气体传感器，其特征在于，所述气体传感器中Al2O3陶瓷管的内径为0.6～0.8mm，外径为1.0～1.3mm，长度为4～5mm；单个金电极的宽度为0.4～0.5mm，两条环形金电极的间距为0.5～0.6mm；金电极上引出的铂丝导线，其长度为4～5mm。
10.根据权利要求7～9任意一项所述的一种气体传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)将气敏材料与无水乙醇按质量比1～2:1的比例混合均匀形成浆料；取浆料涂覆在Al2O3陶瓷管以及金电极外表面；
2)将涂覆后的Al2O3陶瓷管在300～350℃下烧结2～3h，将电阻值为30～40Ω的镍镉合金加热线圈穿过Al2O3陶瓷管内部；然后通过铂丝导线将Al2O3陶瓷管焊接在旁热式六角管座上；
3)将步骤2)处理后的Al2O3陶瓷管在280～300℃空气环境中老化2～5天，从而得到酸性蚀刻的钙钛矿型La1-xFeO3气体传感器。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102864004A (zh) * | 2011-07-07 | 2013-01-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高活性载氧体及其制备方法和应用 |
| JP2017020815A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 国立大学法人九州工業大学 | ガスセンサ用材料及びその製造方法、並びにこれを用いたガスセンサの製造方法 |
| CN108217750A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-06-29 | 东北大学 | 一种α-Fe2O3/FeOOH复合功能材料及其制备方法和应用 |
| CN110031523A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-07-19 | 中国科学技术大学 | 以锶掺杂的铁酸镧为敏感电极的混合电位型氢气传感器及其制备方法 |
| CN112742387A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-05-04 | 清华大学 | 贵金属催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113514506A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-19 | 吉林大学 | 一种基于多孔LaFeO3微球纳米敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法 |
-
2022
- 2022-03-21 CN CN202210277770.5A patent/CN114609196A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102864004A (zh) * | 2011-07-07 | 2013-01-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高活性载氧体及其制备方法和应用 |
| JP2017020815A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 国立大学法人九州工業大学 | ガスセンサ用材料及びその製造方法、並びにこれを用いたガスセンサの製造方法 |
| CN108217750A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-06-29 | 东北大学 | 一种α-Fe2O3/FeOOH复合功能材料及其制备方法和应用 |
| CN110031523A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-07-19 | 中国科学技术大学 | 以锶掺杂的铁酸镧为敏感电极的混合电位型氢气传感器及其制备方法 |
| CN112742387A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-05-04 | 清华大学 | 贵金属催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113514506A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-19 | 吉林大学 | 一种基于多孔LaFeO3微球纳米敏感材料的丙酮气体传感器及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| LIJUN HE ET AL.: "Promotion of A-Site Ag-Doped Perovskites for the Catalytic Oxidation of Soot: Synergistic Catalytic Effect of Dual Active Sites", 《 ACS CATAL.》, 9 November 2021 (2021-11-09), pages 14224 * |
| WENBO QIN ET AL.: "Phosphorus-doped porous perovskite LaFe1-xPxO3-δ nanosheets with rich surface oxygen vacancies for ppb level acetone sensing at low temperature", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》, vol. 431, 1 March 2022 (2022-03-01), pages 1 - 6 * |
| XIAOCHUAN LIU ET AL.: "Preparation and acetone sensitive characteristics of nano-LaFeO3 semiconductor thin films by polymerization complex method", 《MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING: B》, vol. 133, no. 1, 25 August 2006 (2006-08-25), pages 98 - 101 * |
| 王尚愚 等: "Ag 粒子修饰的α-Fe2O3 纳米棒的合成及其对丙酮的气敏性能研究", 《2019中国自动化大会(CAC2019)论文集》, 22 November 2019 (2019-11-22), pages 1 - 5 * |
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