一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的醇類氣敏傳感器的制備方法及應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的醇類氣敏傳感器的制備方法及應用。具體是基于四氧化三鐵雜化不同維度、不同摻雜態(tài)的碳材料，用于有機醇類氣體的檢測，屬于新型傳感材料、氣敏傳感技術領域。
【背景技術】
[0002]有機醇類氣體是指乙醇、丙醇等醇類或易揮發(fā)醇類的統(tǒng)稱。在實際生活中，該類氣體廣泛影響著人們的生存環(huán)境。如裝修好的屋子里會有甲醇、丙醇的有機氣體的微量釋放，對人體尤其是新生兒的危害較大；對醉酒駕車司機的乙醇氣體檢測，保障司機和行人的生命安全。因此發(fā)展一種用于醇類氣體檢測的方法顯得尤為重要。
[0003]氣敏傳感器有著良好的應用基礎，其構建簡單易行，具有靈敏度高，操作簡便，易于小型化，可以實現連續(xù)檢測、在線分析的優(yōu)點。另外，氣敏傳感器有著良好的脫附性能，可以實現器件的循環(huán)多次使用。
[0004]目前的氣敏傳感器發(fā)展有多種方法，如基于ΙΤ0的檢測，基于硅片的檢測和陶瓷管加熱檢測等等。陶瓷管加熱檢測法可以實現對材料的加熱，使其表面的活性氧更多，使得氣敏傳感器能夠吸附更多的待測氣體，實現對待測氣體的高靈敏檢測。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的之一就是制備Fe304@碳材料這種氣敏材料。
[0006]本發(fā)明的目的之二是基于不同維度的碳材料，實現對更多氣體的吸附，從而實現對不同氣體的高靈敏檢測。
[0007]本發(fā)明的目的之三就是利用Fe304對醇類氣體的良好吸附作用，實現對醇類的超靈敏檢測。
[0008]本發(fā)明的技術方案如下:
1.一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用
(1)將0.1~ 2.0 g的Fe304和0.01 -2.0 g的碳材料加入到瑪瑙研缽中，加入1.0 ~
50.0mL的無水乙醇，研磨10 ~ 30 min，形成雜化材料Fe304@碳材料；
(2)將研磨好的Fe304@碳材料均勻涂敷在導熱A1203陶瓷管表面形成5~ 50 ym薄膜，室溫下干燥；
(3)將涂覆好的A1203陶瓷管組裝在WS-30A氣敏檢測儀器中，將加熱電壓調節(jié)至2.0 ~
5.0V電壓下進行加熱老化，控制老化3 ~ 15天，得到氣敏傳感器，用于檢測待測氣體。
[0009]2.一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所述的碳材料選自下列之一:介孔碳，石墨粉，石墨烯，氧化石墨烯，硫化石墨烯，氮摻雜石墨烯，鉀摻雜石墨烯，單壁碳納米管，多壁碳納米管，富勒烯C6。，富勒烯C7。。
[0010]3.一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所述的待測醇類氣體選自下列之一:甲醇，乙醇，丙醇，乙二醇，丙三醇，異丁醇，新戊醇。
[0011]本發(fā)明有益成果
(1)利用Fe304@碳材料良好的吸附作用，實現對醇類氣體的靈敏檢測。
[0012](2)基于不同維度的碳材料，實現對更多氣體的吸附，達到對低濃度氣體條件下的檢測。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
(1)將0.1 g的Fe304和0.01 g的碳材料加入到瑪瑙研缽中，加入1.0 mL的無水乙醇，研磨10 min，形成雜化材料Fe304@碳材料；
(2)將研磨好的Fe304@碳材料均勻涂敷在導熱A1203陶瓷管表面形成5μ m薄膜，室溫下干燥；
(3)將涂覆好的A1203陶瓷管組裝在WS-30A氣敏檢測儀器中，將加熱電壓調節(jié)至2.0 V電壓下進行加熱老化，控制老化3天，得到氣敏傳感器，用于檢測待測氣體。
[0014]實施例2
(1)將1.0 g的Fe304和1.0 g的碳材料加入到瑪瑙研缽中，加入10.0 mL的無水乙醇，研磨20 min,形成雜化材料Fe304@碳材料；
(2)將研磨好的Fe304@碳材料均勻涂敷在導熱A1203陶瓷管表面形成20μ m薄膜，室溫下干燥；
(3)將涂覆好的A1203陶瓷管組裝在WS-30A氣敏檢測儀器中，將加熱電壓調節(jié)至4.0 V電壓下進行加熱老化，控制老化10天，得到氣敏傳感器，用于檢測待測氣體。
[0015]實施例3
(1)將2.0g的Fe304和2.0 g的碳材料加入到瑪瑙研缽中，加入50.0 mL的無水乙醇，研磨30 min,形成雜化材料Fe304@碳材料；
(2)將研磨好的Fe304@碳材料均勻涂敷在導熱A1203陶瓷管表面形成50μ m薄膜，室溫下干燥；
(3)將涂覆好的A1203陶瓷管組裝在WS-30A氣敏檢測儀器中，將加熱電壓調節(jié)至5.0 V電壓下進行加熱老化，控制老化15天，得到氣敏傳感器，用于檢測待測氣體。
[0016]實施例4
一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所選的碳材料為介孔碳。
[0017]實施例5
一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所選的碳材料為氧化石墨稀。
[0018]實施例6
一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所選的碳材料為富勒烯C6。。
[0019]實施例7
一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所述的待測醇類氣體選為甲醇。
[0020]實施例8
一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所述的待測醇類氣體選為乙二醇。
[0021]實施例9
一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所述的待測醇類氣體選為新戊醇。
【主權項】
1.一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，其特征在于，制備步驟如下: (1)將0.1~ 2.0 g的Fe304和0.01 -2.0 g的碳材料加入到瑪瑙研缽中，加入1.0 ~50.0mL的無水乙醇，研磨10 ~ 30 min，形成雜化材料Fe304@碳材料； (2)將研磨好的Fe304@碳材料均勻涂敷在導熱A1203陶瓷管表面形成5~ 50 ym薄膜，室溫下干燥； (3)將涂覆好的A1203陶瓷管組裝在WS-30A氣敏檢測儀器中，將加熱電壓調節(jié)至2.0 ~5.0V電壓下進行加熱老化，控制老化3 ~ 15天，得到氣敏傳感器，用于檢測待測氣體。2.如權利要求1所述的一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所述的碳材料選自下列之一:介孔碳，石墨粉，石墨烯，氧化石墨烯，硫化石墨烯，氮摻雜石墨烯，鉀摻雜石墨烯，單壁碳納米管，多壁碳納米管，富勒烯C6。，富勒烯C7。。3.如權利要求1所述的一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的氣敏傳感器的制備方法及應用，所述的待測醇類氣體選自下列之一:甲醇，乙醇，丙醇，乙二醇，丙三醇，異丁醇，新戊醇。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于四氧化三鐵雜化碳材料的醇類氣敏傳感器的制備方法及應用，屬于新型傳感材料、氣敏傳感器領域?；谒难趸F良好的氣敏性能和不同維度碳材料大的比表面積和良好的導熱性、導電性，顯著提高了氣敏傳感器的靈敏度，降低了氣敏傳感器的檢出限，對于室內裝修醇類氣體的檢測，醉酒駕車乙醇氣檢測等具有重要的應用意義。
【IPC分類】G01N27/00
【公開號】CN105259216
【申請?zhí)枴緾N201510795400
【發(fā)明人】任祥, 魏琴, 張勇, 杜斌, 胡麗華, 吳丹, 孫旭, 閆濤
【申請人】濟南大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月18日