本發(fā)明涉及氣體傳感，具體涉及一種一氧化碳?xì)饷舨牧霞爸苽浞椒?、?yīng)用。

背景技術(shù)：

1、一氧化碳（co）是一種無(wú)色、無(wú)味的有毒氣體。不完全的化石燃料、工業(yè)燃燒和汽車(chē)尾氣排放會(huì)產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w。與氧氣相比，人體血液對(duì)co的親和力成倍數(shù)的提高，一氧化碳?xì)怏w分子會(huì)與血液中的血紅蛋白結(jié)合，導(dǎo)致人體內(nèi)氧循環(huán)缺失，容易給人體帶來(lái)嚴(yán)重且不可逆的危害。因此，出于安全考慮，開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的一氧化碳?xì)饷魝鞲衅骶哂兄匾囊饬x。

2、氣敏傳感器是用來(lái)檢測(cè)氣體的成分和濃度的傳感器。常見(jiàn)的氣體傳感器包括電化學(xué)傳感器、紅外傳感器和半導(dǎo)體傳感器。其中，電化學(xué)co傳感器使用壽命較短，且功耗較大。紅外co傳感器則存在體積大，價(jià)格高等缺點(diǎn)。與之相比，半導(dǎo)體co傳感器具有低成本、強(qiáng)抗干擾性和長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，因此在co監(jiān)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。

3、受傳感機(jī)理的限制，目前以半導(dǎo)體材料為氣敏材料的氣體傳感器的選擇性較差，且對(duì)較低濃度一氧化碳?xì)怏w的靈敏度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為了至少部分地解決上述提及的技術(shù)問(wèn)題中的至少之一，本發(fā)明提供了一氧化碳?xì)饷舨牧霞爸苽浞椒?、?yīng)用。

2、根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的實(shí)施例，提供了一種一氧化碳?xì)饷舨牧希谎趸細(xì)饷舨牧系慕Y(jié)構(gòu)式為x2wn-1o3n，n為2、3或4；x為鎘或鉻。

3、在其中一個(gè)實(shí)施例中，x在一氧化碳?xì)饷舨牧现械馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~15%。

4、根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面的實(shí)施例，提供了一種一氧化碳?xì)饷舨牧系闹苽浞椒ǎǎ簩⑦^(guò)渡金屬鹽、鎢源化合物加入至溶有螯合劑的酸性溶液中攪拌，得到混合液，其中，過(guò)渡金屬離子和鎢離子吸附至由螯合劑形成的膠束上；將混合液進(jìn)行干燥處理，得到吸附有過(guò)渡金屬離子和鎢離子的凝膠；對(duì)吸附有過(guò)渡金屬離子和鎢離子的凝膠在空氣中煅燒處理，制備得到一氧化碳?xì)饷舨牧?，一氧化碳?xì)饷舨牧系慕Y(jié)構(gòu)式為x2wn-1o3n，n為2、3或4；x為鎘或鉻。

5、在其中一個(gè)實(shí)施例中，螯合劑包括丁基硅氧烷-丙烯酸酯溶液。

6、在其中一個(gè)實(shí)施例中，過(guò)渡金屬鹽包括硝酸鉻、氯化鎘、鉻酸鈉中的至少一種；鎢源化合物包括硝鎢酸鈉、氯化鎢中的至少一種。

7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，攪拌的溫度為70~90℃；干燥處理的條件為：在250~300℃下，干燥2~3h；煅燒處理的條件為：在550~650℃下，煅燒2~3h。

8、根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)方面的實(shí)施例，提供了一種一氧化碳傳感器，包括一氧化碳?xì)饷魧?，一氧化碳?xì)饷魧影ㄈ缟鲜龅囊谎趸細(xì)饷舨牧匣蛉缟鲜龅囊谎趸細(xì)饷舨牧系闹苽浞椒ㄖ苽涞玫降囊谎趸細(xì)饷舨牧稀?/p>

9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，一氧化碳傳感器還包括：基底、以及依次形成在基底上的金屬電極加熱層、絕緣層、金屬圖案層；其中，一氧化碳?xì)饷魧痈采w金屬圖案層，金屬圖案層由周期性排布的圖案陣列構(gòu)成。

10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，圖案陣列包括方型陣列、棋盤(pán)型陣列、蜂窩型陣列。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，基底的材料包括氧化鋯、氧化鋁中的至少一種；金屬電極加熱層的材料包括鉑、金、鋁中的至少一種；絕緣層的材料包括氧化物，絕緣層的厚度為200~500nm；金屬圖案層的材料包括鉑、金、鋁中的至少一種；金屬電極加熱層和金屬圖案層的厚度分別為100~200nm；一氧化碳?xì)饷魧拥暮穸葹?~4μm。

12、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明使用溶膠-凝膠法固定鉻離子或鎘離子和鎢離子形成具有單一結(jié)構(gòu)的氧化物納米粒子，其中鉻離子或鎘離子的摻入提供了氧空位，降低了一氧化碳?xì)饷舨牧系哪軒чg隙，鉻離子或鎘離子的引入影響能帶中心的位置，有助于改變材料對(duì)電子的吸引力，從而提高材料的親電性，使得對(duì)co具有較高的吸附能力，形成的氣體傳感器提高對(duì)co的選擇性和敏感性。由于使用螯合劑將鉻離子或鎘離子固定后進(jìn)行煅燒，有助于促使該氧化物納米粒子形成多孔結(jié)構(gòu)，增加其比表面積，更有利于co的選擇性吸附。

13、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的一氧化碳傳感器優(yōu)化了電極結(jié)構(gòu)，形成金屬加熱層/絕緣層/金屬圖案層的堆疊結(jié)構(gòu)，把電極表面進(jìn)行粗糙化，有助于提高熱輻射的量，周期性排布的圖案陣列使得熱量分布分布更均勻；并且這種堆疊結(jié)構(gòu)屬于光子晶體結(jié)構(gòu)，能夠發(fā)射光子，使得能量在相鄰光子晶體之間傳播，從而降低能量損失，降低一氧化碳傳感器的功耗。

技術(shù)特征：

1.一種一氧化碳?xì)饷舨牧希涮卣髟谟?，所述一氧化碳?xì)饷舨牧系慕Y(jié)構(gòu)式為x2wn-1o3n，n為2、3或4；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一氧化碳?xì)饷舨牧?，其特征在于，x在所述一氧化碳?xì)饷舨牧现械馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~15%。

3.一種一氧化碳?xì)饷舨牧系闹苽浞椒?，其特征在于，包括?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述螯合劑包括丁基硅氧烷-丙烯酸酯溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述過(guò)渡金屬鹽包括硝酸鉻、氯化鎘、鉻酸鈉中的至少一種；

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，

7.一種一氧化碳傳感器，其特征在于，包括一氧化碳?xì)饷魧?，所述一氧化碳?xì)饷魧影ㄈ鐧?quán)利要求1或2所述的一氧化碳?xì)饷舨牧匣蛉鐧?quán)利要求3~6中任一項(xiàng)所述的一氧化碳?xì)饷舨牧系闹苽浞椒ㄖ苽涞玫降囊谎趸細(xì)饷舨牧稀?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一氧化碳傳感器，其特征在于，所述一氧化碳傳感器還包括：基底、以及依次形成在所述基底上的金屬電極加熱層、絕緣層、金屬圖案層；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一氧化碳傳感器，其特征在于，所述圖案陣列包括方型陣列、棋盤(pán)型陣列、蜂窩型陣列。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一氧化碳傳感器，其特征在于，所述基底的材料包括氧化鋯、氧化鋁中的至少一種；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種一氧化碳?xì)饷舨牧霞爸苽浞椒ā?yīng)用，屬于氣體傳感技術(shù)領(lǐng)域。該一氧化碳?xì)饷舨牧系慕Y(jié)構(gòu)式為X<subgt;2</subgt;W<subgt;n?1</subgt;O<subgt;3n</subgt;，X為鎘或鉻，n為2、3或4。本發(fā)明的一氧化碳?xì)饷舨牧霞婢哂休^高的敏感性及選擇性，對(duì)較低濃度的一氧化碳具有較好的氣敏性能，并且降低了一氧化碳傳感器的功耗，能夠?qū)σ谎趸夹孤┻M(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙宇鑫,廖小昊,張順平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京云摩科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19