【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锡酸锌气体传感器的制备方法。
技术介绍
1、锡酸锌展现出典型的面心立方钙钛矿结构，晶格常数a＝b＝c且α＝β＝γ＝90°。每个结构单元内包含4个原子，确保了晶体的稳固性和内在一致性。在面心立方结构中，晶面表面能依次为γ(110)>γ(100)>γ(111)，这一特性对理解晶体生长机制至关重要。晶体生长倾向于形成能量最低的稳定结构，因此锡酸锌易于形成稳定的(111)面，而(100)和(110)面则逐渐消耗或覆盖，最终形成稳定的八面体结构。这种独特的结构不仅揭示了晶体生长的内在机制，还为锡酸锌在气体传感器领域的应用提供了理论基础。
2、但现有传统的锡酸锌气体传感器对于乙醇的检测存在灵敏度不足、响应恢复时间长和稳定性差的问题，限制了其在高要求检测领域的应用。开发具有高灵敏度、快速响应和高稳定性的锡酸锌气体传感器，对满足市场对高性能气体检测技术的需求具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术要解决现有锡酸锌气体传感器对于乙醇的检测存在灵敏度不足、响应恢复时间长和稳定性差的问题，进而提供一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法。
2、一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，它是按以下步骤进行：
3、一、将结晶四氯化锡、乙酸锌、氢氧化钠及硝酸铷加入到去离子水中搅拌溶解，得到混合溶液；
4、二、将混合溶液置于高压反应釜中进行水热反应，水热处理后进行离心、抽滤及干燥，得到铷掺杂锡酸锌；
5、三、将铷掺杂锡酸锌研磨，然
6、四、将烧结后的铷掺杂锡酸锌溶解并涂覆于气敏传感器的电子元件上，干燥后进行煅烧及老化，得到高性能锡酸锌气体传感器。
7、本专利技术的有益效果是：
8、1、本专利技术通过铷原子的引入，不仅优化了锡酸锌的晶体结构，而且可以使晶粒表面分解更为显著，导致表面粗糙化，增加了比表面积，为氧的扩散提供了更多的路径，也就使表面的氧空位增多，这有利于提高气体吸附性能；铷掺杂锡酸锌气敏传感器提高了乙醇检测的灵敏度，缩短了响应恢复时间，提高了稳定性，因此铷掺杂锡酸锌气敏传感器在气体传感器的应用中有巨大的潜在价值。
9、2、本专利技术用水热法制备该材料工艺简单，成本较低，可重复性强，所用掺杂剂为硝酸铷，溶剂是去离子水，可实现低成本大规模生产，有望应用于气体传感器领域。
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1.一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在步骤一中所述的结晶四氯化锡与乙酸锌的摩尔比为1:(0.5～2)；步骤一中所述的结晶四氯化锡与氢氧化钠的摩尔比为1:(5～10)；步骤一中所述的结晶四氯化锡与硝酸铷的摩尔比为1:(2～20)；步骤一中所述的结晶四氯化锡的摩尔与去离子水的体积比为1mol:(5000～20000)mL。
3.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤一中所述的搅拌溶解具体是在温度为15℃～45℃及搅拌速度为150r/min～600r/min的条件下，搅拌15min～30min。
4.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤二中所述的水热反应具体是在温度为100℃～200℃的条件下，水热反应12h～20h。
5.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤二中所述的离心具体是在转速为3000转/分钟～5000转/分钟的条件下，
6.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤二中所述的抽滤具体是在去离子水及乙醇交替冲洗下进行抽滤。
7.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤二中所述的干燥具体是在温度为60℃～100℃的条件下，干燥12h～20h。
8.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤三中所述的烧结具体是在温度为400℃～500℃的条件下，烧结1h～3h。
9.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤四中将烧结后的铷掺杂锡酸锌溶解于溶剂中，得到浆料，将浆料涂覆于气敏传感器的电子元件上；所述的溶剂为乙醚、甲醇或乙醇；所述的浆料中烧结后的铷掺杂锡酸锌的质量百分数为30％～70％。
10.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤四中所述的干燥具体是在温度为60℃～120℃的条件下干燥；步骤四中所述的煅烧具体是在温度为150℃～200℃的条件下，煅烧1h～3h；步骤四中所述的老化具体是在电流为50mA～120mA的条件下，老化48h～144h。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在步骤一中所述的结晶四氯化锡与乙酸锌的摩尔比为1:(0.5～2)；步骤一中所述的结晶四氯化锡与氢氧化钠的摩尔比为1:(5～10)；步骤一中所述的结晶四氯化锡与硝酸铷的摩尔比为1:(2～20)；步骤一中所述的结晶四氯化锡的摩尔与去离子水的体积比为1mol:(5000～20000)ml。
3.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤一中所述的搅拌溶解具体是在温度为15℃～45℃及搅拌速度为150r/min～600r/min的条件下，搅拌15min～30min。
4.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤二中所述的水热反应具体是在温度为100℃～200℃的条件下，水热反应12h～20h。
5.根据权利要求1所述的一种高性能锡酸锌气体传感器的制备方法，其特征在于步骤二中所述的离心具体是在转速为3000转/分钟～5000转/分钟的条件下，离心5min～20min。
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