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摘要:本发明公开了一种基于Pt颗粒修饰的氧化锡氧化锌核壳纳米片结构的气敏纳米材料、制备工艺及其应用。本发明用化学溶液法制备氧化锡核层纳米片,再结合原子层沉积技术,得到氧化锡氧化锌核壳结构纳米片,最后采用磁控溅射生长Pt薄膜,实现了MEMS基原位生长。本发明制备方法具有可重复性强,成品率高,制备效率高,可规模化生产等优点。本发明构建的气敏纳米材料应用于气体传感时灵敏度大幅提升,具有高选择性,展现了更加优异的气敏性能。本发明的气敏纳米材料能够对部分微量气体进行检测,并且对硫化氢气体具有优异的选择性,为气体监测领域开发高灵敏度、高稳定性的气体传感器提供了坚实的技术支持。
主权项:1.一种基于Pt颗粒修饰的氧化锡氧化锌核壳纳米片结构的气敏纳米材料在选择性检测硫化氢气体方面的应用,其特征在于,基于Pt颗粒修饰的氧化锡氧化锌核壳纳米片结构的气敏纳米材料为三层结构,包括SnO2纳米片薄膜、ZnO薄膜和Pt薄膜;其中:ZnO薄膜在SnO2纳米片薄膜上方形成氧化锡氧化锌核壳纳米片,Pt薄膜在氧化锡氧化锌核壳纳米片上方;SnO2纳米片薄膜先通过原子层沉积技术进行籽晶层的生长然后采用水热法生长的方法制备;ZnO薄膜通过原子层沉积技术制备,Pt薄膜通过磁控溅射技术制备;基于Pt颗粒修饰的氧化锡氧化锌核壳纳米片结构的气敏纳米材料的制备工艺具体步骤如下:(1)将MEMS器件放入原子层沉积薄膜系统的反应腔中,选择四(二甲氨基)锡TDMASn作为锡源,去离子水作为氧源,采用原子层沉积技术生长SnO2籽晶层;(2)配制SnCl2·5H2O和CONH22的混合溶液,混合溶液中SnCl2·5H2O的浓度为0.03-0.05molL,CONH22的浓度为0.6-1.0molL;(3)将生长有氧化锡籽晶层的MEMS器件作为衬底和源材料,转移到100mL高压釜中,将MEMS衬底上的SnO2薄膜面朝下浸入溶液6-10h,反应温度保持在90-100℃,反应结束后,取出MEMS器件,在自然条件下晾干;(4)将MEMS器件在马弗炉中退火,退火温度为550-650℃,退火时间为1-3小时,在MEMS衬底上原位形成纯SnO2纳米片;(5)将长有SnO2纳米片的MEMS器件放入原子层沉积薄膜系统的反应腔中,采用原子层沉积技术制备ZnO壳层薄膜,其中选择二乙基锌DEZ作为锌源,去离子水作为氧源,由此得到氧化锡氧化锌核壳纳米片;(6)将长有SnO2ZnO纳米片的MEMS器件放入PVD磁控溅射系统的反应腔中,以Pt靶作为靶材,通过磁控溅射技术在SnO2ZnO核壳纳米片上生长一层Pt薄膜;(7)将上述经磁控溅射的样品放入管式炉中400~800℃的温度下煅烧,煅烧结束后,自然冷却至室温,得到Pt颗粒修饰的氧化锡氧化锌核壳纳米片结构的气敏纳米材料。
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百度查询: 复旦大学 基于Pt颗粒修饰的氧化锡/氧化锌核壳纳米片结构的气敏纳米材料、制备工艺及其应用
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