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专利号: 2018114880359
申请人: 五邑大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1)、前驱体溶液的制备,将0.1-0.3质量份数的氯化亚锡、0.2-0.6质量份数的醋酸钠、

0.04-0.8质量份数的氯化锌、为0.1-0.2质量份数的聚乙二醇(PEG,分子量2000-6000),20-

40体积份数的乙二醇为混合,在温度为60-80℃下使用磁力搅拌机搅拌60-120min,使SnCl2、ZnCl2和聚乙二醇完全溶解到乙二醇当中,获得均匀混合的前驱体溶液;

S2)、前驱体薄膜的制备,将干净的衬底放到加热垫板上,在温度为200-300℃的条件下,使用喷枪在衬底上均匀喷涂20-40s,获得前驱体薄膜;

S3)、高温烧结,将步骤S2)制备的前驱体薄膜转移到箱式炉当中,以每分钟5-10℃的升温速率加热至500-900℃,并保温60-120min,然后自然降温到室温;在快速升温过程中,氯化亚锡、ZnCl2与醋酸钠或者聚乙二醇一起反应,分解成SnO2、ZnO、氯化氢、水、二氧化碳,氯化氢、水、二氧化碳挥发出来形成孔洞;由于ZnCl2速率较快,因而形成了长度较短的纳米柱,经过高温煅烧,获得了ZnO纳米柱嵌入SnO2的复合薄膜;

S4)、制备电极,使用掩膜板和电子束蒸发在复合薄膜上蒸镀刷形金属电极,之后,在

300-400℃下进行合金化处理,改善电极和复合薄膜的接触特性,由此获得结构完整的ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器。

2.根据权利要求1所述的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器的制备方法,其特征在于:步骤S2)中,所述的衬底为蓝宝石、硅片、金属、玻璃、石英中的任意一种,衬底尺寸为

2cm×2cm-8cm×8cm。

3.根据权利要求1所述的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器的制备方法,其特征在于:步骤S3)、在制备电极前,采用喷金仪喷涂5-15s,在复合薄膜上生长2-20nm的Pt量子点。

4.根据权利要求1所述的制备方法制备的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器,其特征在于:从下至上依次包括衬底层、SnO2薄膜层、嵌入SnO2薄膜层的ZnO纳米柱,以及包覆在SnO2薄膜层、ZnO纳米柱上的Pt量子点和设置在两端的电极。

5.根据权利要求4所述的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器,其特征在于:所述的ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器的响应时间为5-10s。

6.根据权利要求4所述的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器,其特征在于:所述的ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器能够同时对乙醇、氢气、丙酮、CO气体进行探测,探测极限为

5-10ppm。

7.根据权利要求4所述的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器,其特征在于:所述的ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器对紫外光的探测小于250nm。

8.根据权利要求4所述的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器,其特征在于:所述的ZnO纳米柱的直径为300-360nm。

9.根据权利要求4所述的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器,其特征在于:所述的SnO2薄膜层的厚度为500-5500nm。

10.根据权利要求4所述的一种基于新型ZnO纳米柱/SnO2薄膜探测器,其特征在于:所述的Pt量子点的直径为2-20nm。