专利名称：室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及醇类气敏元件及其制备方法。
技术背景
气体传感器在环境检测、化学气体检测和食品工业等方面都有着重要的应
用前景，因此发展具有高灵敏度、高选择性和良好稳定性的高性能传感器成为人们研 究的热点方向。现有的大部分气敏材料多以无机半导体材料为主，其中包括Sn02、W03、Ti02、 ZnO等氧化物，主要以C0、CH4、C4H1(l、醇类气体等可燃性气体为检测对象。现有的单一无机半 导体氧化物气敏材料和有机半导体气敏材料对醇类气体检测时存在着灵敏度低、响应_恢 复时间长、选择性差、操作温度高等缺点，Sb掺杂的SnO2敏感元件在6V的加热电压下，对 50ppm的乙醇气体的灵敏度为48，但响应和恢复时间长，都在几分钟范围内；SnO2-Fe2O3敏 感元件在200°C工作时对IOOOppm的乙醇气体的灵敏度达20以上，但对其他醇类气体的选 择性较差；酞菁配合物是一种大环有机物，在有机半导体气敏材料方面有着较为广泛的应 用，四取代的酞菁铜薄膜对浓度为20ppm乙醇蒸气的灵敏度为10，但其响应和恢复时间很 长，分别为6分钟和5分钟；八取代的萘酞菁镍旋涂膜的气敏性能，当工作温度为130°C度 时对NO2气体有较好的灵敏度，检测浓度为20ppm的NO2气体时，灵敏度为7，但这种对乙醇 蒸气、氨气灵敏度都小于2，这给实际应用带来困难。

发明内容
本发明的发明目的是为了解决现有的检测醇类气体的单一无机半导体氧化物气 敏材料和有机半导体气敏材料灵敏度低、响应-恢复时间长、选择性差、操作温度高的问 题，而提供室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件及其制备方法。本发明的室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件从内至外依次由金叉指玻 璃基片、氧化物薄膜和酞菁铜薄膜构成，其中的氧化物为Cr、Mo、Fe或Sn的氧化物。室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方法按以下步骤进行一、按 金属硝酸盐的浓度为0. OOSmol/广0. 013mol/L配制金属硝酸盐水溶液，然后再按金属硝酸 盐与盐酸的摩尔浓度比为2 4 :1，向金属硝酸盐水溶液中加入浓度为6mol/L的浓盐酸， 搅拌均勻，得到混合液；二、将经步骤一得到的混合液加入到有回流装置的反应器中，加热 至108°C 112°C并保持回流2tT8h，得到金属氧化物溶胶；三、将金叉指玻璃基片以20mm/ min 40mm/min的速度竖直浸没到经步骤二得到的金属氧化物溶胶中，停留2min 5min， 再以20mm/min 40mm/min的速度将金叉指玻璃基片从溶胶中提出，然后将金叉指玻璃基 片烘干；四、将步骤三的操作反复进行纩12次；五、将经过步骤四处理的金叉指玻璃基片在 4800C飞20°C的马弗炉中烧结0. 8tTl. 2h，得到覆有氧化物薄膜的金叉指玻璃基片；六、用 旋转涂膜法将浓度为10_4mol/广10_2mol/L的酞菁铜氯仿溶液甩涂在经步骤五得到的覆有 氧化物薄膜的金叉指玻璃基片，滴加酞菁铜氯仿溶液时勻胶机的转速为500转/分、00转 /分，滴加时间为10s 20s，甩膜时勻胶机的转速为3000转/分 4000转/分，甩膜时间为lOslOs，得到室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件；步骤一中所述的金属硝酸盐为 Cr、Mo、Fe或Sn的硝酸盐。本发明将无机和有机气敏材料进行杂化，由于无机_有机杂化材料既能发挥无机 材料的高稳定性、强机械性能及粒子之间的协同效应，又具有有机材料分子本身的可剪裁 性，可以在一定程度上提高材料的可加工性，从而能提高单一气敏材料的灵敏度和选择性， 并且可以使检测气体的种类范围增大，除了可以检测甲醇、乙醇和丙醇气体之外，还可以检 测丙酮、甲醛、苯、氟利昂、石油醚。本发明的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件 在室温下，对10 ppm的低浓度的甲醇气体的灵敏度达到4. 0，对5ppm的低浓度的乙醇气体 的灵敏度达到3. 2，对5ppm的低浓度的丙醇气体的灵敏度达到3. 9，而且随着醇类气体浓 度的增加，气敏元件的灵敏度增大；而且本发明的室温醇类氧化物_酞菁铜杂化薄膜气敏 元件响应和恢复时间短，对40ppm乙醇的气体的响应时间为18s，恢复时间为35s，室温氧化 物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件在室温下对低浓度醇类气体有很好的敏感性能，而且对 环境中的不同的醇类气体的敏感性不同，可以对低浓度乙醇气体进行选择性响应，在室温 下即可以检测浓度为5ppm的醇类气体。


图1是具体实施方式
二十二制备的氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的原子 力显微镜照片；图2是具体实施方式
二十一制备的氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件 与具体实施方式
二十二制备的氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度与甲醇气 体浓度关系曲线；图3是具体实施方式
二十一制备的氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元 件与具体实施方式
二十二制备的氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度与乙醇 气体浓度关系曲线；图4是是具体实施方式
二十二制备的氧化铁_酞菁铜杂化薄膜醇类气 敏元件对甲醇、乙醇及丙醇气体的灵敏度与气体浓度的关系曲线；图5是是具体实施方式
二十一制备的氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件与具体实施方式
二十二制备的氧化 铁_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件对40ppm的乙醇气体灵敏度的响应和恢复特征曲线。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式的室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件从内 至外依次由金叉指玻璃基片、氧化物薄膜和酞菁铜薄膜构成，其中的氧化物为Cr、Mo、Fe或 Sn的氧化物。本实施方式的室温醇类氧化物-酞菁铜杂化薄膜气敏元件在室温下，对10 ppm的 低浓度的甲醇气体的灵敏度达到4. 0，对5ppm的低浓度的乙醇气体的灵敏度达到3. 2，对 5ppm的低浓度的丙醇气体的灵敏度达到3. 9，而且随着醇类气体浓度的增加，气敏元件的 灵敏度增大；而且本实施方式的室温醇类氧化物_酞菁铜杂化薄膜气敏元件响应和恢复时 间短，对40ppm乙醇的气体的响应时间为18s，恢复时间为35s，室温氧化物-酞菁铜杂化 薄膜醇类气敏元件在室温下对低浓度醇类气体有很好的敏感性能，而且对环境中的不同的 醇类气体的敏感性不同，可以对低浓度乙醇气体进行选择性响应，在室温下即可以检测浓 度为5ppm的醇类气体。
具体实施方式
二 本实施方式的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方法按以下步骤进行一、按金属硝酸盐的浓度为0. OOSmol/广0. 013mol/L配制金属硝 酸盐水溶液，然后再按金属硝酸盐与盐酸的摩尔浓度比为2 4 :1，向金属硝酸盐水溶液中 加入浓度为6mol/L的浓盐酸，搅拌均勻，得到混合液；二、将经步骤一得到的混合液加入到 有回流装置的反应器中，加热至108°C 112°C并保持回流2tT8h，得到金属氧化物溶胶；三、 将金叉指玻璃基片以20mm/min 40mm/min的速度竖直浸没到经步骤二得到的金属氧化物 溶胶中，停留2min 5min，再以20mm/min 40mm/min的速度将金叉指玻璃基片从溶胶中 提出，然后将金叉指玻璃基片烘干；四、将步骤三的操作反复进行纩12次；五、将经过步骤 四处理的金叉指玻璃基片在480°C飞20°C的马弗炉中烧结0. 8tTl. 2h，得到覆有氧化物薄 膜的金叉指玻璃基片；六、用旋转涂膜法将浓度为10_4mol/广10_2mol/L的酞菁铜氯仿溶液 甩涂在经步骤五得到的覆有氧化物薄膜的金叉指玻璃基片，滴加酞菁铜氯仿溶液时勻胶机 的转速为500转/分、00转/分，滴加时间为lOslOs，甩膜时勻胶机的转速为3000转/ 分 4000转/分，甩膜时间为lOslOs，得到室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件； 步骤一中所述的金属硝酸盐为Cr、Mo、Fe或Sn的硝酸盐。
本实施方式中的金叉指玻璃基片、酞菁铜及金属硝酸盐均为市售产品。
本实施方式制备的的室温醇类氧化物_酞菁铜杂化薄膜气敏元件在室温下，对10 PPm的低浓度的甲醇气体的灵敏度达到4. 0，对5ppm的低浓度的乙醇气体的灵敏度达到 3. 2，对5ppm的低浓度的丙醇气体的灵敏度达到3. 9，而且随着醇类气体浓度的增加，气敏 元件的灵敏度增大；而且本实施方式的室温醇类氧化物_酞菁铜杂化薄膜气敏元件响应和 恢复时间短，对40ppm乙醇的气体的响应时间为18s，恢复时间为35s，室温氧化物-酞菁 铜杂化薄膜醇类气敏元件在室温下对低浓度醇类气体有很好的敏感性能，而且对环境中的 不同的醇类气体的敏感性不同，可以对低浓度乙醇气体进行选择性响应，在室温下即可以 检测浓度为5ppm的醇类气体。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施二不同的是步骤三中所述的烘干是 在温度为70°C 90°C的条件下保持0. 5tTl. 5h。其它步骤与参数与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施二或三不同的是步骤三中所述的烘干 是在温度为80°C的条件下保持lh。其它步骤与参数与具体实施方式
二或三相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施二至四之一不同的是步骤一中金属硝 酸盐的浓度为0. 009mol/广0. 012mol/L，金属硝酸盐与盐酸的摩尔浓度比为2. 5 3. 5 :1。 其它步骤与参数与具体实施方式
二至四之一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施二至五之一不同的是步骤一中金属硝 酸盐的浓度为0. OlOmol/L，金属硝酸盐与盐酸的摩尔浓度比为3 :1。其它步骤与参数与具 体实施方式二至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施二至六之一不同的是步骤二中加热至 109°C lilt并保持回流3tT7h。其它步骤与参数与具体实施方式
二至六之一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施二至七之一不同的是步骤二中加热至 iio°c并保持回流5h。其它步骤与参数与具体实施方式
二至七之一相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施二至八之一不同的是步骤三中 以25mm/min 38mm/min的速度竖直浸没到经步骤二得到的金属氧化物溶胶中，停留 2. 5min 4. 5min，再以25mm/min 38mm/min的速度将金叉指玻璃基片从溶胶中提出。其它步骤与参数与具体实施方式
二至八之一相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施二至九之一不同的是步骤三中以 30mm/min的速度竖直浸没到经步骤二得到的金属氧化物溶胶中，停留3. 5min，再以30mm/ min的速度将金叉指玻璃基片从溶胶中提出。其它步骤与参数与具体实施方式
二至九之一 相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施二至十之一不同的是步骤四中操作 反复进行纩11次。其它步骤与参数与具体实施方式
二至十之一相同。
具体实施方式
十二 本实施方式与具体实施二至十一之一不同的是步骤四中操 作反复进行10次。其它步骤与参数与具体实施方式
二至十一之一相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施二至十二之一不同的是步骤五中马 弗炉的温度为480°C飞20°C、烧结时间为0. 8tTl. 2h。其它步骤与参数与具体实施方式
二至 十二之一相同。
具体实施方式
十四本实施方式与具体实施二至十三之一不同的是步骤五中马 弗炉的温度为500°C、烧结时间为lh。其它步骤与参数与具体实施方式
二至十三之一相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施二至十四之一不同的是步骤六中酞 菁铜氯仿溶液中酞菁铜的浓度为5X10-4mOl/L、X10-3mOl/L。其它步骤与参数与具体实施 方式二至十四之一相同。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施二至十五之一不同的是步骤六中酞 菁铜氯仿溶液中酞菁铜的浓度为lX10_3mol/L。其它步骤与参数与具体实施方式
二至十五 之一相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施二至十六之一不同的是步骤六中滴 加酞菁铜氯仿溶液时勻胶机的转速为550转/分 750转/分，滴加时间为12iTl8S。其它 步骤与参数与具体实施方式
二至十六之一相同。
具体实施方式
十八本实施方式与具体实施二至十七之一不同的是步骤六中滴 加酞菁铜氯仿溶液时勻胶机的转速为650转/分，滴加时间为15s。其它步骤与参数与具体 实施方式二至十七之一相同。
具体实施方式
十九本实施方式与具体实施二至十八之一不同的是步骤六中甩 膜时勻胶机的转速为3200转/分 3800转/分，甩膜时间为12iT28S。其它步骤与参数与具体实施方式
二至十八之一相同。
具体实施方式
二十本实施方式与具体实施二至十八之一不同的是步骤六中甩 膜时勻胶机的转速为3500转/分，甩膜时间为20s。其它步骤与参数与具体实施方式
二至 十八之一相同。
具体实施方式
二十一本实施方式中室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元 件的制备方法如下一、按Sn(NO3)2的浓度为0. 01mol/L配制Sn (NO3)2水溶液，然后再按 Sn (NO3) 2与盐酸的摩尔浓度比为2 1，向Sn (NO3) 2水溶液中加入浓度为6mol/L的浓盐酸，搅 拌均勻，得到混合液；二、将经步骤一得到的混合液加入到有回流装置的反应器中，加热至 110°C并保持回流4h，得到金属氧化物溶胶；三、将金叉指玻璃基片以30mm/min的速度竖直 浸没到经步骤二得到的金属氧化物溶胶中，停留3min，再以30mm/min的速度将金叉指玻璃 基片从溶胶中提出，然后将金叉指玻璃基片烘干；四、将步骤三的操作反复进行10次；五、将经过步骤四处理的金叉指玻璃基片在500°C的马弗炉中烧结lh，得到覆有氧化物薄膜的金叉指玻璃基片；六、用旋转涂膜法将浓度为10_3mol/L的酞菁铜氯仿溶液甩涂在经步骤五 得到的覆有氧化物薄膜的金叉指玻璃基片，滴加酞菁铜氯仿溶液时勻胶机的转速为600转 /分，滴加时间为15s，甩膜时勻胶机的转速为3500转/分，甩膜时间为30s，得到室温氧化 物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件。步骤三中所述的烘干是将金叉指玻璃基片放在80°C的烘箱中保持lh。本实施方式中所用的金叉指玻璃基片由哈尔滨敏感技术研究所生产，酞菁铜由美 国Fluke公司生产，其他所用化学试剂为天津科密欧化学试剂有限公司产品。本实施方式制备的室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件是氧化锡_酞菁铜 杂化薄膜醇类气敏元件，其中的氧化物为氧化锡。
具体实施方式
二十二 本实施方式室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件 的制备方法如下一、按Fe(NO3) 3的浓度为0.01!1101/1配制？6(而3) 3水溶液，然后再按 Fe (NO3) 3与盐酸的摩尔浓度比为2 :1，向Fe (NO3) 3水溶液中加入浓度为6mol/L的浓盐酸， 搅拌均勻，得到混合液；二、将经步骤一得到的混合液加入到有回流装置的反应器中，加热 至110°C并保持回流4h，得到金属氧化物溶胶；三、将金叉指玻璃基片以30mm/min的速度 竖直浸没到经步骤二得到的金属氧化物溶胶中，停留3min，再以30mm/min的速度将金叉指 玻璃基片从溶胶中提出，然后将金叉指玻璃基片烘干；四、将步骤三的操作反复进行10次； 五、将经过步骤四处理的金叉指玻璃基片在500°C的马弗炉中烧结lh，得到覆有氧化物薄 膜的金叉指玻璃基片；六、用旋转涂膜法将浓度为10_3mol/L的酞菁铜氯仿溶液甩涂在经 步骤五得到的覆有氧化物薄膜的金叉指玻璃基片，滴加酞菁铜氯仿溶液时勻胶机的转速为 600转/分，滴加时间为15s，甩膜时勻胶机的转速为3500转/分，甩膜时间为30s，得到室 温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件。步骤三中所述的烘干是将金叉指玻璃基片放在80°C的烘箱中保持lh。本实施方式中所用的金叉指玻璃基片由哈尔滨敏感技术研究所生产，酞菁铜由美 国Fluke公司生产，其他所用化学试剂为天津科密欧化学试剂有限公司产品。本实施方式制备的室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件是氧化铁_酞菁铜 杂化薄膜醇类气敏元件，气敏元件的原子力显微镜照片如图1所示，从图1可以看出，球形 Fe2O3粒子和酞菁铜粒子均勻生长于基片上，粒子大小均勻，直径为0. 2μπΓθ. 3μπι。传感器的灵敏度为在测试气氛中气敏元件的电阻值与其在空气中电阻值的比值， 响应时间和恢复时间为气敏元件达到其阻值变化最大值的90%所需要的时间。
具体实施方式
二十一制备的氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件与本实施方 式制备的氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度与甲醇气体浓度关系曲线如图 2所示，从图2可以看出，氧化锡-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件与氧化铁_酞菁铜杂化薄 膜醇类气敏元件的灵敏度都随着甲醇浓度的增加而增大，并且在相同的测试浓度下，氧化 铁_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度要明显高于氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏 元件，当甲醇气体浓度为20ppm时，氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度为8. 1， 氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度为2. 3，说明室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜 醇类气敏元件在室温下对低浓度甲醇气体有很好的敏感性能。
具体实施方式
二十一制备的氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件与本实施方式制备的氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度与乙醇气体浓度关系曲线如图 3所示，从图3可以看出，氧化锡-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件与氧化铁_酞菁铜杂化薄 膜醇类气敏元件的灵敏度都随着乙醇浓度的增加而增大，并且在相同的测试浓度下，氧化 铁_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度要明显高于氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气 敏元件，当乙醇气体浓度为40ppm时，氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度为 13. 6，氧化锡-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的灵敏度为4. 6，特别是对IOppm低浓度的乙 醇气体进行检测时，氧化铁_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件达到3. 1，说明室温氧化物-酞 菁铜杂化薄膜醇类气敏元件有能力对环境中的低浓度乙醇气体进行选择性响应，是一种理 想的检测低浓度醇类气体敏感材料。本实施方式制备的氧化铁_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件对甲醇、乙醇及丙醇气 体的灵敏度与气体浓度的关系曲线如图4所示，从图4可以看出氧化铁-酞菁铜杂化薄膜 醇类气敏元件的灵敏度随着气体浓度的增加而增大，并且氧化铁_酞菁铜杂化薄膜醇类气 敏元件对丙醇气体的灵敏度最高，当丙醇气体浓度仅为5ppm时，气体传感器的灵敏度高达 3. 9 ；并且氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件对性质相近的醇类气体有很好的选择 性，当三种气体浓度均为50ppm时，其对丙醇、乙醇和甲醇的灵敏度分别为31、27和16。从 灵敏度数据可以看出，三种醇类气体的灵敏度数值相差较大，说明该气敏元件对醇类气体 有很好的气体选择性。
具体实施方式
二十一制备的氧化锡_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件与本实施方 式制备的氧化铁_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件对40ppm的乙醇气体灵敏度的响应和恢复 特征曲线如图5所示，从图5可以看出，氧化锡-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的响应时间 和恢复时间分别为68s和75s，响应时间短于相应的恢复时间；氧化铁-酞菁铜杂化薄膜醇 类气敏元件的响应时间和恢复时间分别为18s和35s，室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气 敏元件的响应时间短于相应的恢复时间，说明当气敏元件置于醇类气体中进行响应之后， 重新回到空气环境时，能迅速恢复期正常数值，表现出很好的稳定性。综上所述，室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件可以选择性地对醇类气体 进行响应，并且在室温下即可以检测浓度为5ppm的醇类气体，并且对性质相近的醇类气体 有很好的选择性。因此它很适合作为敏感元件，对实际工作和生活环境中的醇类气体浓度 进行监测。
权利要求
室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件，其特征在于室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件从内至外依次由金叉指玻璃基片、氧化物薄膜和酞菁铜薄膜构成，其中的氧化物为Cr、Mo、Fe或Sn的氧化物。
2.如权利要求1所述的室温氧化物_酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方法，其 特征在于室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方法按以下步骤进行一、按 金属硝酸盐的浓度为0. OOSmol/广0. 013mol/L配制金属硝酸盐水溶液，然后再按金属硝酸 盐与盐酸的摩尔浓度比为2 4 :1，向金属硝酸盐水溶液中加入浓度为6mol/L的浓盐酸， 搅拌均勻，得到混合液；二、将经步骤一得到的混合液加入到有回流装置的反应器中，加热 至108°C 112°C并保持回流2tT8h，得到金属氧化物溶胶；三、将金叉指玻璃基片以20mm/ min 40mm/min的速度竖直浸没到经步骤二得到的金属氧化物溶胶中，停留2min 5min， 再以20mm/min 40mm/min的速度将金叉指玻璃基片从溶胶中提出，然后将金叉指玻璃基 片烘干；四、将步骤三的操作反复进行纩12次；五、将经过步骤四处理的金叉指玻璃基片在 4800C飞20°C的马弗炉中烧结0. 8tTl.2h，得到覆有氧化物薄膜的金叉指玻璃基片；六、用 旋转涂膜法将浓度为10_4mol/广10_2mol/L的酞菁铜氯仿溶液甩涂在经步骤五得到的覆有 氧化物薄膜的金叉指玻璃基片，滴加酞菁铜氯仿溶液时勻胶机的转速为500转/分、00转 /分，滴加时间为10s 20s，甩膜时勻胶机的转速为3000转/分 4000转/分，甩膜时间为 10s^30s,得到室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件；步骤一中所述的金属硝酸盐为 Cr、Mo、Fe或Sn的硝酸盐。
3.根据权利要求2所述的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方法，其 特征在于步骤一中金属硝酸盐的浓度为0. 009mol/广0. 012mol/L，金属硝酸盐与盐酸的摩 尔浓度比为2. 5 3. 5 :1ο
4.根据权利要求2或3所述的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方 法，其特征在于步骤二中加热至109°C lilt并保持回流3tT7h。
5.根据权利要求4所述的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方法，其 特征在于步骤三中以25mm/min 38mm/min的速度竖直浸没到经步骤二得到的金属氧化物 溶胶中，停留2. 5min 4. 5min，再以25mm/min 38mm/min的速度将金叉指玻璃基片从溶 胶中提出。
6.根据权利要求2、3或5所述的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方 法，其特征在于步骤四中操作反复进行纩11次。
7.根据权利要求6所述的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方法，其 特征在于步骤五中马弗炉的温度为480°C飞20°C、烧结时间为0. 8tTl. 2h。
8.根据权利要求2、3、5或7所述的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备 方法，其特征在于步骤六中酞菁铜氯仿溶液中酞菁铜的浓度为5X10_4mol/广8X10_3mol/ L0
9.根据权利要求8所述的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的制备方法，其 特征在于步骤六中滴加酞菁铜氯仿溶液时勻胶机的转速为550转/分 750转/分，滴加时 间为12s 18s。
10.根据权利要求2、3、5、7或9所述的室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件的 制备方法，其特征在于步骤六中甩膜时勻胶机的转速为3200转/分 3800转/分，甩膜时间为12s 28s。
全文摘要
室温氧化物-酞菁铜杂化薄膜醇类气敏元件及其制备方法，它涉及醇类气敏元件及其制备方法。本发明解决了现有的检测醇类气体的单一无机和有机半导体氧化物气敏材料的灵敏度低、响应-恢复时间长、选择性差、操作温度高的问题。本发明的气敏元件从内至外依次由金叉指玻璃基片、氧化物薄膜和酞菁铜薄膜构成，其中的氧化物为Cr、Mo、Fe或Sn的氧化物；方法将金属硝酸水溶液中加入盐酸，加热回流得到金属氧化物溶胶，然后将金叉指玻璃基片浸入溶胶再提出，烘干后再浸，重复8~12次，烧结后再在其上旋涂酞菁铜氯仿溶液，得到气敏元件。该元件对低浓度乙醇气体选择性响应，在室温下可检测浓度为5ppm的醇类气体，可用于检测醇类气体。
文档编号G01N27/12GK101881745SQ20101022365
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者李强, 赵辉, 霍丽华, 高山 申请人:黑龙江大学