專利名稱：一種制作聲表面波傳感器二氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲表面波氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過滴涂ニ氧化錫(SnO2)與酞菁鋅(ZnPc)混合溶液制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法。
背景技術(shù)：
從80年代開始，聲表面波(SAW)氣體傳感器的研制工作逐漸興起，目前可以檢測H2S, NO2, SO2, NH3等多種氣體，運用聲表面波技術(shù)研制成的傳感器可以直接輸出數(shù)字信號，因而具有得天獨厚的優(yōu)越性。SAW氣體傳感器與其他類型的傳感器相比有很多優(yōu)良的特性，具有體積小、重量輕、精度高、分辨率高、抗干擾能力強、靈敏度高、有效檢測范圍線性好等眾多特點。
SAff氣體傳感器的基本工作原理是通過SAW氣體傳感器表面所覆蓋的敏感膜對待側(cè)氣體的吸附引起SAW傳感器電導(dǎo)率和質(zhì)量的變化，從而引起SAW振蕩器的振蕩頻率的改變，以此來實現(xiàn)對氣體的監(jiān)控和測量。因此要想制作出高靈敏度和質(zhì)量的聲表面波傳感器器件，其中敏感膜的設(shè)計與制作部分特別的關(guān)鍵。隨著社會經(jīng)濟技術(shù)和エ業(yè)的快速發(fā)展，在化工生產(chǎn)、大氣環(huán)境檢測、電カ系統(tǒng)安全檢測、石油天然氣及礦床勘探等過程中，由于NO2氣體的存在，亟待開發(fā)出能夠檢測微量NO2氣體的氣體傳感器，這就要求現(xiàn)場監(jiān)測污染氣體的傳感器要有足夠的靈敏度和選擇性。而在聲表面波傳感器領(lǐng)域主要使用酞菁材料去檢測NO2，但是単獨的酞菁材料作為敏感薄膜材料制備成的傳感器選擇性低，工作溫度高，且適用價值不高。選擇特性和高溫不僅影響傳感器測量的穩(wěn)定效果，而且會帶來額外的功率損耗等問題，所以能夠制作出在常溫下快速，靈敏的檢測低濃度的氣體傳感器顯得特別的重要，這也給膜的制作提出了更高的要求。因為ZnPc作為幾種最常見的檢測NO2的敏感薄膜材料，在遇到NO2氣體時有著較大的電導(dǎo)率的變化。SnO2作為敏感材料已被廣泛應(yīng)用，但它對多種氣體敏感，屬于普敏型材料，所以本文首次將將研磨的SnO2摻雜ZnPc —起溶解，通過聚合制作出的敏感膜能夠使得ZnPc更好的吸附氣體，能夠使得SAW器件更加的敏感。通過研磨后SnO2也能夠很好的分散在溶液中。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供ー種制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，以實現(xiàn)在常溫下對低濃度NO2氣體進行高質(zhì)量、靈敏和精確的檢測。( ニ)技術(shù)方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了ー種制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，該方法是在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂ニ氧化錫與酞菁鋅混合溶液，并真空烘干形成ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜。上述方案中，所述在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂ニ氧化錫與酞菁鋅混合溶液，包括將質(zhì)量比I : 5的ニ氧化錫與酞菁鋅在常溫下混合制作ニ氧化錫與酞菁鋅的混合溶液；采用超聲振蕩器將ニ氧化錫與酞菁鋅的混合溶液在常溫下超聲振蕩至少I個小吋；以及在常溫下用微量移液器在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂50 μ I的ニ氧化錫與酞菁鋅的混合溶液。上述方案中，所述真空烘干是在60°C的蒸空干燥箱中干燥至少兩個小吋。(三)有益效果本發(fā)明提供的這種制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，是在聲表面波氣體傳感器的制造過程中，在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂ニ氧化錫與酞菁鋅混合溶液，并真空烘干形成ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜。本發(fā)明通過將ZnPc作為敏感材料去嘗試制作敏感膜，使得常溫下使用酞菁材料去檢測NO2氣體變?yōu)榭赡?，而且具有?ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的傳感器與單純ZnPc敏感膜的傳感器相比，檢測低濃度NO2氣體時在選擇性、靈敏度和檢測質(zhì)量均有大幅的提聞。


圖I為本發(fā)明制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法流程圖；圖2為本發(fā)明制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的エ藝流程圖；圖2中I為壓電基體(壓電單晶或薄膜)，2為叉指換能器IDT (Au或Pt)，3為傳播路徑上的金屬薄膜(Au或Pt等)，4為化學(xué)敏感膜。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進ー步詳細說明。本發(fā)明提供的這種制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，是在聲表面波氣體傳感器的制造過程中，在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂ニ氧化錫與酞菁鋅混合溶液，并真空烘干形成ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜。該ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜是由SnO2摻雜ZnPc作為敏感材料，并通過研磨、溶解、振蕩、滴涂和真空烘干而形成的。如圖I所示，圖I為本發(fā)明制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法流程圖。該方法是在聲表面波氣體傳感器的制造過程中，在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂ニ氧化錫與酞菁鋅混合溶液，并真空烘干形成ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜。本發(fā)明制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的具體エ藝如圖2所示，包括步驟I :將質(zhì)量比I : 5的SnO2與ZnPc在常溫下混合制作SnO2與ZnPc的混合溶液；步驟2 :采用超聲振蕩器將SnO2與ZnPc的混合溶液在常溫下超聲振蕩至少I個小時；步驟3 :在常溫下用微量移液器在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂大約50 μ I的SnO2與ZnPc的混合溶液；步驟4 :在60°C左右在真空干燥箱中干燥大約兩個小時。本發(fā)明是在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂ニ氧化錫與酞菁鋅混合溶液，并真空烘干形成ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜，作為制作檢測NO2氣體的聲表面波氣體傳感器敏感膜。
實施例—種制作聲表面波傳感器ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，該方法包括將研磨10至30分鐘的IOmg至200mg的SnO2與IOOmg至500mg的 ZnPc混合,然后將混合物加入50ml至IOOml的N-N ニ甲基酰胺溶液中，在常溫下超聲波振蕩60分鐘后，在SAW器件延遲線的敏感區(qū)域大約滴涂10至50 μ I的混合溶液，真空干燥2個小吋，即可形成ニ氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進ー步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制作聲表面波傳感器二氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，其特征在于，該方法是在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂二氧化錫與酞菁鋅混合溶液，并真空烘干形成二氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作聲表面波傳感器二氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，其特征在于，所述在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂二氧化錫與酞菁鋅混合溶液，包括 將質(zhì)量比I:5的二氧化錫與酞菁鋅在常溫下混合制作二氧化錫與酞菁鋅的混合溶液； 采用超聲振蕩器將二氧化錫與酞菁鋅的混合溶液在常溫下超聲振蕩至少I個小時；以及 在常溫下用微量移液器在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂50 μ I的二氧化錫與酞菁鋅的混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作聲表面波傳感器二氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，其特征在于，所述真空烘干是在60°C的蒸空干燥箱中干燥至少兩個小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制作聲表面波傳感器二氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的方法，該方法是在雙延遲線型振蕩器的一條延遲線上滴涂二氧化錫與酞菁鋅混合溶液，并真空烘干形成二氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜。本發(fā)明通過將酞菁鋅作為敏感材料去嘗試制作敏感膜，使得常溫下使用酞菁材料去檢測NO2氣體變?yōu)榭赡?，而且具有該二氧化錫摻雜酞菁鋅敏感膜的傳感器與單純酞菁鋅敏感膜的傳感器相比，檢測低濃度NO2氣體時在選擇性、靈敏度和檢測質(zhì)量均有大幅的提高。
文檔編號G01N29/036GK102818840SQ20111015700
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者李冬梅, 汪幸, 劉明, 周文, 侯成誠, 閆學(xué)鋒, 謝常青 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所