专利名称：常温co气体传感器的制造方法
技术领域：
本发明属于常温CO气体传感器的制造方法。
中科院长春应用化学研究所CN 92110578.9公开一种“常温一氧化碳气敏元件的制备方法”，该技术是以SnOx为基质材料，以Al2O3、MgO、Pt、Pd、ThO2、为添加剂，其SnOx之X值在1.0～1.6之间，是非化学剂量比。该方法制造的CO传感器可以实现在室温下检测CO。传感器表面温度低、本质安全、功耗小、应用电路简单。
中科院长春应用化学研究所CN 89102921.4公开了一种“常温氧化物半导体气体传感器”。该气体传感器主要检测煤气、液化石油气。其原料配比为SnCl4/SnO2＝0.5～1.5倍(重量比)、稀土氧化物/SnO2＝0.5～1倍(重量比)，但其稀土氧化物只选择了LaO2和CeO2。
本发明的目的是选择以SnO2为基质材料，掺杂Y2O3、La2O3、Al2O3、Cr和Pt黑，制备CO气体传感器。
本发明选择的原料配方为以SnO2为基准(按重量比)，Pt黑量为SnO2的0.003～0.018倍，高纯La2O3量为SnO2的0.0002～0.05倍，高纯Y2O3量为SnO2的0.0003～0.02倍，高纯Cr量为SnO2的0.00015～0.04倍，高纯Al2O3量为SnO20.0003～0.05倍。
制备方法为把上述原料放入玛脑乳钵中，加入去离子水2.5～5ml研磨，使其呈浆糊状。用Φ0.03～0.05mmPt丝做成螺旋电极，螺旋长0.8～1.4mm，大直径为0.6～1mm，小直径为0.3～0.6mm，将料涂在电极上，把小电极放入大电极中，制成球状传感器。在780～900℃下在空气中烧结80～130分钟，冷却到室温取出，老化168小时以上。
本发明制备的传感器能定量和有选择性地检测CO。对500ppm甲烷、500ppm丙烷、400ppm丁烷、200ppm乙醇、400ppm乙酸乙酯等任何一种气体产生的信号均小于60ppmCO的信号，对检测100ppmCO无干扰。在25～600ppmCO之间与灵敏度△I成线性关系。
本发明气体传感器灵敏度为△I＝Imax-Imin。Imax为传感器在气体中的最大电流，Imin为最小电流。
本发明由于加入高纯Cr，加速了对气体的吸附和脱附，缩短了响应时间和恢复时间，响应时间小于10秒，恢复时间小于15秒，并增加了传感器的稳定性。选择Y2O3在高温下与SnO2等生成复合氧化物，在室温下使吸附在SnO2表面上的氧以O2-状态存在，这种O2-对CO敏感。因此传感器能在室温下，低功率下检测CO。
本发明提供的实施例如下实施例1称取SnO22g，Pt黑0.006g，La2O30.0004g，Y2O30.0006g，Cr0.0003g，Al2O30.0006g。放到玛脑乳钵中，加入去离子水研磨，呈浆糊状。用Φ0.03mmPt丝做成螺施状电极，将料涂在电极上，制成球状传感器。在空气中，在780℃下烧结130分钟，冷却到室温取出，老化168小时。该传感器响应时间小于10秒，恢复时间小于15秒，在25～600ppmCO之间与△I成线性关系。
以下8个实施例的制造方法同实施例1。气敏性能也相同。9个实施例结果列在表1中。
实施例2SnO22g，Pt黑0.036g，La2O30.1g，Y2O30.04g，Cr0.08g，Al2O30.1g。900℃烧结80分钟。
实施例3SnO22g，Pt0.0065g，La2O30.0008g，Y2O30.0013g，Cr0.0009g，Al2O30.0095g，850℃烧结100分钟。
实施例4SnO22g，Pt黑0.0093g，La2O30.0019g，Y2O30.0035g，Cr0.0025g，Al2O30.012g。800℃烧结120分钟。
实施例5SnO22g，Pt黑0.0099g，La2O30.0033g，Y2O30.0056g，Cr0.0043g，Al2O30.034g。820℃烧结110分钟。
实施例6SnO22g，Pt黑0.018g，La2O30.0057g，Y2O30.01g，Cr0.0085g，Al2O30.065g。810℃烧结120分钟。
实施例7SnO22g，Pt黑0.025g，La2O30.009g，Y2O30.037g，Cr0.029g，Al2O30.081g。850℃烧结100分钟。
实施例8SnO22g，Pt黑0.031g，La2O30.015g，Y2O30.036g，Cr0.013g，Al2O30.094g。900℃烧结100分钟。
实施例9SnO22g，Pt黑0.0072g，La2O30.083g，Y2O30.005g，Cr0.055g，Al2O30.068g。900℃烧结100分钟。
9个实施例结果列在表1中。
表1CO浓度与△I的关系
权利要求
1.一种常温CO气体传感器制造方法，包括以下工艺步骤1)把原料按一定配比放入玛脑乳钵中，加入去离子水研磨呈浆糊状；2)将浆糊状料涂在电极上，把小电极放入大电极中，制成球状传感器；3)晾干后在空气中780～900℃烧结80～130分钟，冷却，取出老化168小时；本发明的特征在于，构成传感器的原料配比是以SnO2为基准量(重量比)Pt黑量为SnO2的0.003～0.018倍，La2O3量为SnO2的0.0002～0.05倍，Y2O3量为SnO2的0.0003～0.02倍，Cr量为SnO2的0.00015～0.04倍，Al2O3量为SnO2的0.0003～0.05倍。
全文摘要
本发明属于常温CO气体传感器的制造方法。本发明以SnO本发明由于加入高纯Cr，加速了对气体的吸附和脱附，使传感器的响应时间小于10秒，恢复时间小于15秒。
文档编号G01N27/12GK1108763SQ9410184
公开日1995年9月20日 申请日期1994年3月17日 优先权日1994年3月17日
发明者李文范, 刘秀英 申请人:中国科学院长春应用化学研究所