专利名称：基于纳米材料的发光气敏传感器及纳米材料的成膜工艺的制作方法
技术领域：
一种基于纳米材料的发光气敏传感器及纳米材料成膜工艺，属于发光气敏传感器技术领域。
本发明的特征在于，它含有加热器，与上述加热器相连的陶瓷基底，涂在陶瓷基底另一侧面上的纳米材料膜以及套装在由加热器，陶瓷基底和纳米材料膜构成的发光气敏传感元件外且带有进样和出样用口的石英封装件。
本发明的基于纳米材料的发光气敏传感器的纳米材料成膜工艺的特征还在于，它依次含有以下步骤1、把纳米材料(1～100)nm与水按质量比1∶100～100∶1混合成胶状液；2、用(0.1～100)mm/min的速度提拉浸于胶状液中的陶瓷加热器；3、干燥后放于马弗炉中按(100～800)℃温度烧结。膜厚在100nm～2mm。
其中步骤(1)中的水可以用该纳米材料的前驱体代替，其中的干燥温度为等于100℃或在100℃以下。
使用证明它达到预期目的。
图1本发明所述传感器的结构图。
实施例2把纳米材料SrCO3烧结在陶瓷加热器的表面，其工艺步骤为把SrCO3与水按1∶20比例混合成胶，提拉法镀膜5次，在100℃下干燥30分钟，在550℃下烧结2小时，所得膜厚为0.5mm。工作温度(100～500)℃范围内，载气气体N2∶O2混合气(配比1∶99～99∶1)，流速在(50～500)mL/min内，检测波长的范围为(400～700)nm。取定量的气体，如10mL乙醇(丁烷或芳烃类化合物也可)按实施例1的方式进行，其光信号随气体浓度呈线性变化，对乙醇气体而言，其线性范围为(6～3750)ppm。
实施例3把纳米材料CrO3烧结在陶瓷加热器的表面，其工艺步骤同实施例2。在工作温度(100～600)℃范围内，载气气体与流速与实施例2相同，检测波长的范围为(400～700)nm，取10mL NH3气体，如实施例1的方式检测，光信号随气体浓度呈线性变化，对NH3气体，其线性范围为(10～7500)ppm。
实施例4把掺杂Eu3+/2+的纳米材料SrCO3(掺杂比为含Eu 0％～10％质量比)按实施例2的工艺步骤烧结在陶瓷加热器表面，所得膜厚为0.5mm。在工作温度为(50～500)℃，载气气体和流速与实施例2相同的条件下其检测波长的范围为(400～700)nm。取10mL乙醇按实施例1的方式检测，其光信号随气体浓度呈线性变化，对于乙醇气体，其线性范围为(1～2000)ppm。
实施例5把掺杂Pt的纳米材料Cr2O3∶LaCoO3∶Pt(掺杂比为70∶25∶5质量比)烧结在陶瓷加热器表面，其工艺步骤与实施例2同，所得膜厚为0.5mm。在工作温度、载气气体、流速与实施例3相同的条件下，检测波长的范围为(400～700)nm。取10mL NH3气体，按实施例1的方式检测，其光信号随气体浓度呈线性变化，对于NH3气体而言，其线性范围为(1～5000)ppm。
使用证明本发明所述的传感器对有机化合物和氨气有很好的响应，可用本发明的化学光传感器检测。
权利要求
1.基于纳米材料的发光气敏传感器，其特征在于它含有加热器，与上述加热器相连的陶瓷基底，涂在陶瓷基底另一侧面上的纳米材料膜以及套装在由加热器，陶瓷基底和纳米材料膜构成的发光气敏传感元件外且带有进样和出样用口的石英封装件。
2.根据权利要求1的基于纳米材料的发光气敏传感器其特征在于所述的纳米材料是TiO2、Cr2O3或SrCO3中的任何一种。
3.根据权利要求1的基于纳米材料的发光气敏传感器其特征在于所述的纳米材料是SrCO3∶Eu3+/2+或Cr2O3∶LaCoO3∶Pt中的任何一种。
4.根据权利要求1的基于纳米材料的发光气敏传感器其特征在于所述的陶瓷基底是二氧化硅陶瓷基底。
5.基于纳米材料的发光气敏传感器的纳米材料成膜工艺，其特征在于它依次含有以下步骤(1)把纳米材料(1～100)nm与水按质量比1∶100～100∶1混合成胶状液；(2)用(0.1～100)mm/min的速度提拉浸于胶状液中的陶瓷加热器；(3)干燥后放于马弗炉中按(100～800)℃温度烧结即可，膜厚控制在100nm～2mm之间。
6.根据权利要求5的基于纳米材料的发光气敏传感器的纳米材料成膜工艺，其特征在于所述的步骤(1)中的水可用该纳米材料的前驱体代替。
7.根据权利要求5的基于纳米材料的发光气敏传感器的纳米材料成膜工艺，其特征在于所述的步骤(1)中的干燥温度为等于或小于100℃。
全文摘要
基于纳米材料的发光气敏传感器及纳米材料的成膜工艺，属于发光气敏传感器领域，其特征在于，传感器含有加热器、与加热器相连的陶瓷基底，涂在陶瓷基底另一侧面上的纳米材料膜以及套装在由加热器、陶瓷基底和纳米材料膜构成的传感器外且带有进、出样口的石英封装件。纳米材料的成膜工艺采用提拉法在把纳米材料与其前驱体或水按质量比1∶100～100∶1混合成胶后，按(0.1～100)mm/min速度提拉浸于胶状物中的陶瓷加热器，干燥后在马弗炉中按(100～800)℃温度烧结，膜厚控制在100nm～2mm之间。纳米材料可用TiO
文档编号G01N21/76GK1435685SQ0210361
公开日2003年8月13日 申请日期2002年1月29日 优先权日2002年1月29日
发明者张新荣, 朱永法, 施进军 申请人:清华大学