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专利号: 2019102066792
申请人: 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,制备负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料的方法包括如下步骤:步骤一、采用水热法制备花状ZnO,得到花状晶体的ZnO白色粉末,具体步骤为:S11 氢氧化钠4~8g溶解于100~120ml水中,制得A溶液;

S12 硫酸锌2~3g溶解于35~45ml水中,制得B溶液;

S13 A溶液置于55~70℃水浴下,将B溶液滴加至A溶液中,滴加的同时伴随搅拌;滴加完成后,将混合液置于55~70℃烘箱中4~8小时;然后混合液经离心、洗涤后,将沉淀物在

60~80℃下干燥12~24小时,取出后研磨,得到花状晶体的ZnO白色粉末;

步骤二、负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料的制备,具体步骤为:

S21 取步骤一制得的花状晶体的ZnO白色粉末0.01~0  .1g加入到30~60ml乙二醇中并使之完全溶解;

S22 将100~150μL、浓度为15~30mmol/L的RuCl3溶液加至S21制得的溶液中并使之完全溶解;

S23 将S22制得的溶液在120~150℃反应3~5小时,所得产物离心后得到灰白色沉淀物,将沉淀物研磨20~30min后得到负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料,所述负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料的晶体粒子的平均粒径为5µm,Ru纳米粒子均匀负载于ZnO纳米粒子表面,具体的应用过程如下:将所述负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料涂覆于传感器的敏感元件上。

2.如权利要求1所述的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,在所述步骤一中,所用的溶剂水为去离子水。

3.如权利要求1所述的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,在所述步骤S13中,B溶液滴加至A溶液的速度为1滴/秒。

4.如权利要求1所述的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,在所述步骤S22中,溶解后对溶液超声15~30min。

5.如权利要求1‑4任一所述的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,所述负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在所述敏感元件上形成的敏感层厚度为20~40μm。

6.如权利要求5所述的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,所述丙酮气体传感器包括防爆罩、涂覆负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料的敏感元件及六脚管座。

7.如权利要求5所述的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,所述丙酮气体传感器制备方法包括步骤:(1)将负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料制成浆料后均匀涂覆在带有环形Au电极的Al2O3陶瓷管外表面,形成20~40μm厚的敏感层,敏感层要完全覆盖环形Au电极;

(2)步骤(1)得到的元件在60~80℃烘干1~3小时;

(3)将电阻值为35~40Ω的Ni‑Cr合金加热丝穿过Al2O3陶瓷管作为加热丝,得到敏感元件;

(4)将上述敏感元件焊接在六脚管座并进行封装。

8.如权利要求7所述的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,在所述步骤(1)中,浆料的制作方法为将干燥后的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料放入研钵中,研磨20~30分钟;然后向研钵中滴入水再继续研磨20~30分钟,得到黏稠状的浆料。

9.如权利要求8所述的负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料在丙酮气体传感器中的应用,其特征在于,所述浆料制作时负载Ru纳米粒子的花状ZnO纳米材料与水的质量比为5:1~3。