專利名稱：一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器。具體涉及用堿式銻酸鈣作為氣敏元件修飾材料，制備一種用于檢測空氣中揮發性有機物的高靈敏氣敏傳感器，屬于環境保護與監測和氣敏傳感技術領域。
背景技術：
揮發性有機化合物是指含碳的任何揮發性化合物，可見于很多產品之中，如溶劑漆料、印墨、許多消費品、有機溶劑和石油產品。除了車輛，使用這些含揮發性有機化合物的產品亦會釋放出揮發性有機化合物，最終造成空氣污染和煙霧問題。按照世界衛生組織的定義，揮發性有機化合物是沸點在50°C _250°C，室溫下飽和蒸汽壓超過133. 32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物。按其化學結構的 不同，可以進一步分為八類烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他。揮發性有機物在化工生產中非常常見，而且被廣泛使用，由于其自身容易揮發的特點以及設備老化和使用不當，容易使其造成揮發和泄漏。這些揮發的溶劑不僅造成資源的浪費，而且在某種程度上容易對人類自身的生命和財產安全造成危害。例如，已經被世界衛生組織確定為一類致癌物的甲醛，對人類危害極大；乙醇、汽油等可燃性氣體揮發，遇到明火就出現爆炸等安全隱患。隨著人們環保意思的增強和對空氣質量要求的提高，急需可以有效、定量、準確的監控和檢測揮發性有機物的高性能的氣敏傳感器。目前對揮發性有機氣體的檢測手段主要有光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法、示波極譜法和傳感器法等。由于氣敏傳感器體積小，攜帶方便，而且快速、準確，所以成為檢測揮發性有機物的主要手段之一，人們力求選擇高催化活性的納米功能材料作為氣敏傳感材料，以此提高傳感器的檢測靈敏度。堿式銻酸鈣作為一種氣敏傳感材料應用到氣敏傳感器領域，具有其自身的優點。堿式銻酸鈣納米材料在接觸到某種氣體或有機溶劑時會引起其自身電阻的變化，通過電阻的顯著變化來體現對檢測氣體的靈敏度的變化，從而實現對不同氣體的檢測。
實用新型內容本實用新型提供一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器，目的是通過選擇催化活性高的納米材料改善傳感器的氣敏特性，實現對不同氣體的快速、靈敏、準確的檢測。本實用新型的技術方案如下所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器，它包括鉬絲引線、交叉電極、絕緣陶瓷管、加熱電阻絲和堿式銻酸鈣氣敏材料涂層。所述電極縱向交叉分布于絕緣陶瓷管的表面，且含有一根鉬絲引線，直接將鉬絲引線連接于檢測系統中。所述絕緣陶瓷管的表面，采用堿式銻酸鈣作為氣敏傳感材料，利用乙醇為溶劑研磨至糊狀，均勻涂覆，室內干燥即可。所述加熱電阻絲從絕緣陶瓷管的內部穿過，兩端有鉬絲引線與加熱系統相連。所述絕緣陶瓷管表面鑲嵌交叉電極，交叉電極上有鉬絲引線引出。應用本實用新型制備的氣敏傳感器，對甲醛、丙酮、乙醇、甲醇、正丁醇、甲苯和二甲苯不同氣體試樣進行檢測。 本實用新型的氣敏傳感器具有以下的技術效果(I)該傳感器通過在絕緣陶瓷管表面制備的交叉電極，提高了電子轉移的速率；通過加熱絲來提供電子躍遷的能量，有效地提高了該傳感器的傳感效率；擴大了氣敏材料感應的有效面積，提高了檢測氣體的靈敏度，縮小了傳感器的體積。(2)該氣敏材料合成方法簡單，傳感器的制作工藝過程簡單，易于操作。(3)本實用新型制作的氣敏傳感器用于不同揮發性有機化合物的檢測，具有較高的靈敏度和穩定性。
圖I是本實用新型氣敏傳感器的結構的剖面圖。圖2是本實用新型氣敏傳感器的結構的正面圖。圖3是本實用新型氣敏傳感器的結構的側面圖。圖4是本實用新型對甲醛的響應-恢復曲線圖。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施對本實用新型作進一步說明。圖I是本實用新型一種堿式銻酸鈣材料制備的氣敏傳感器的結構的剖面圖。氣敏傳感器包括鉬絲引線I、交叉電極2、絕緣陶瓷管3、加熱電阻絲4和堿式銻酸鈣氣敏材料涂層5。所述加熱電阻絲4為鎳鉻合金，從絕緣陶瓷管3的內部穿過，兩端有鉬絲引線I與加熱系統相連。本實用新型所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器的制備方法，包括以下步驟。( I)電極的制備和預處理所述的本實用新型的氣敏傳感器按圖I進行制備，并將鉬絲引線I展開，用去離子水清洗電極表面，確保其表面沒有雜質，最后用乙醇清洗，將加熱電阻絲4從絕緣陶瓷管3內部穿過，晾干備用。(2)堿式銻酸鈣氣敏材料的制備取16mL濃度為O. 05mol · Γ1 K2H2Sb2O7放入燒杯中，強烈攪拌下，逐滴加入8mL濃度為O. I mo I -T1的CaCl2，將混合物裝入反應釜中加熱到12(Tl80°C，保持20min，在高壓條件下使其迅速冷卻至室溫，最終產物分離、洗滌、80°C過夜干燥備用。(3)氣敏材料的涂覆[0035]取適量堿式銻酸鈣，置于研缽中，加入適量乙醇，充分研磨至糊狀，用小毛刷均勻涂覆在絕緣陶瓷管3上，制成堿式銻酸鈣氣敏材料涂層5，室溫晾干后，經熱處理使其穩定，即完成氣敏傳感器的制備。(4)揮發性有機物的檢測應用本實用新型制備的氣敏傳感器，對甲醛 、丙酮、乙醇、甲醇、正丁醇、甲苯和二甲苯不同氣體試樣進行檢測，均表現出一定程度的敏感性，可以適用于所述揮發性有機化合物的檢測，本實用新型對IOOppm甲醛的響應-恢復曲線，見圖4。
權利要求1.一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器，其特征在于，所述氣敏傳感器包括鉬絲引線(I)、交叉電極(2)、絕緣陶瓷管(3)、加熱電阻絲(4)和堿式銻酸鈣氣敏材料涂層(5)。
2.根據權利要求I所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器，其特征在于，所述電極(2)縱向交叉分布于絕緣陶瓷管(3)的表面，且含有一根鉬絲引線(1)，直接將鉬絲引線(I)連接于檢測系統中。
3.根據權利要求I所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器，其特征在于，所述絕緣陶瓷管(3)的表面，采用堿式銻酸鈣作為氣敏材料。
4.根據權利要求I所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器，其特征在于，所述加熱電阻絲(4)從絕緣陶瓷管(3)的內部穿過，兩端有鉬絲引線(I)與加熱系統相連。
5.根據權利要求I所述的一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器，其特征在于，所述絕緣陶瓷管(3)的表面鑲嵌交叉電極(2)，交叉電極(2)上有鉬絲引線(I)引出。
專利摘要一種堿式銻酸鈣材料制備的揮發性有機物氣敏傳感器，其構造包括鉑絲引線、交叉電極、絕緣陶瓷管、加熱電阻絲和堿式銻酸鈣氣敏材料涂層。其特征在于，堿式銻酸鈣氣敏材料涂覆在絕緣陶瓷管表面，交叉電極縱向交叉分布于絕緣陶瓷管的表面，且含有一根鉑絲引線，直接將鉑絲引線連接于檢測系統中；加熱電阻絲從絕緣陶瓷管的內部穿過，兩端有鉑絲引線與加熱系統相連。該傳感器制作采用縱向交叉電極分布于陶瓷管表面，利用堿式銻酸鈣氣敏傳感材料的高催化活性，快速、靈敏、準確地檢測多種揮發性有機物。
文檔編號G01N27/04GK202794090SQ201220421459
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者魏琴, 吳丹, 翟慶峰, 孫蒙, 杜斌, 王曉東, 張勇, 閆良國, 李賀, 喬壯明, 劉偉華, 朱沛華, 馬洪敏, 曹偉, 張永芳, 李燕 申請人:濟南大學