一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，所述氨氣傳感器電極上涂覆有陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)，制備方法包括前處理，氧化，表面修飾，制備傳感器。本發(fā)明的傳感器成本低，響應(yīng)快速，脫附時(shí)間短，可重復(fù)性好，準(zhǔn)確性高；傳感器的制備過(guò)程簡(jiǎn)單，材料消耗少，工藝的可重復(fù)性和可控性很高，便于批量生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種響應(yīng)快速、準(zhǔn)確性高、可重復(fù)性好的基 于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 氨氣是無(wú)機(jī)化合物，常溫下為氣體，無(wú)色有刺激性惡臭的氣味，易溶于水。氨氣是 合成氨工業(yè)的主產(chǎn)品和煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品，能灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入過(guò) 多，能引起肺腫脹，以致死亡。氨對(duì)接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用，可以吸收皮膚組 織中的水分，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。氨的溶解度極高，所以 主要對(duì)動(dòng)物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，常被吸附在皮膚粘膜和眼結(jié)膜上，從而 產(chǎn)生刺激和炎癥?？陕楸院粑览w毛和損害粘膜上皮組織，使病原微生物易于浸入，減弱人 體對(duì)疾病的抵抗力氨通常以氣體形式吸入人體，氨被吸入肺后容易通過(guò)肺泡進(jìn)入血液，與 血紅蛋白結(jié)合，破壞運(yùn)氧功能。進(jìn)入肺泡內(nèi)的氨，少部分為二氧化碳所中和，余下被吸收至 血液，少量的氨可隨汗液、尿液或呼吸排出體外。
[0004] 短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音撕?jiǎn)　⒖人?、痰帶血絲、胸悶、呼吸 困難，可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等現(xiàn)象，嚴(yán)重者可發(fā)生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合 癥，同時(shí)可能發(fā)生呼吸道刺激癥狀。若吸入的氨氣過(guò)多，導(dǎo)致血液中氨濃度過(guò)高，就會(huì)通過(guò) 三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停止，危及生命。
[0005] 長(zhǎng)期接觸氨氣，部分人可能會(huì)出現(xiàn)皮膚色素沉積或手指潰瘍等癥狀。室內(nèi)空氣中 氨氣主要來(lái)自建筑施工中使用的混泥土添加劑。添加劑中含有大量氨內(nèi)物質(zhì)，在墻體中隨 著溫度、濕度等環(huán)境因素的變化而還原成氨氣釋放出來(lái)。
[0006] 目前對(duì)于低濃度氨氣檢測(cè)方法主要依靠?jī)x器分析的方法，如氣相色譜法等。這些 檢測(cè)雖然可以準(zhǔn)確的檢測(cè)環(huán)境中微量氨氣的濃度，但是這些方法普遍存在檢測(cè)周期長(zhǎng)、成 本昂貴等不足，而且，需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的熟練技術(shù)人員操作儀器設(shè)備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)環(huán)境中微 量氨氣的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確快速檢測(cè)。
[0007] 中國(guó)專(zhuān)利公布號(hào)CN102021219A，公布日2011年4月20日，名稱(chēng)為檢測(cè)甲苯類(lèi)有 機(jī)污染物的微生物細(xì)胞傳感器，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種檢測(cè)甲苯類(lèi)有機(jī)污染物的微生物細(xì)胞 傳感器，利用惡臭假單胞菌降解基因的調(diào)控序列及調(diào)控蛋白基因跟商業(yè)化報(bào)告基因質(zhì)粒序 列，構(gòu)建檢測(cè)甲苯類(lèi)有機(jī)污染物的微生物細(xì)胞傳感器及檢測(cè)方法，細(xì)菌宿主為大腸桿菌。其 不足之處在于，該檢測(cè)方法檢測(cè)周期長(zhǎng)、成本昂貴。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有檢測(cè)氨氣的方法檢測(cè)周期長(zhǎng)、成本昂貴且需要經(jīng) 過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的熟練技術(shù)人員操作儀器設(shè)備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)環(huán)境中微量氨氣的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確快速檢測(cè) 的缺陷而提供一種響應(yīng)快速、準(zhǔn)確性高、可重復(fù)性好的基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感 器的制備方法。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，所述制備方法包括以下步驟： a) 前處理：將鋁板在220-320°C下退火6-8h，冷卻后清洗去脂，然后浸入浸泡液中，浸 泡液溫度為35-50°C，浸泡時(shí)間為10_30min ;取出洗凈后，進(jìn)行電化學(xué)拋光； b) 氧化：對(duì)步驟a)得到的鋁板進(jìn)行第一次陽(yáng)極氧化，在氧化液中氧化，氧化電壓45V， 氧化時(shí)間15-25min，取出后浸入質(zhì)量濃度2. 5%的硝酸與質(zhì)量濃度3. 8%的草酸等體積混合 溶液中浸泡4-6h ;然后在與第一次氧化所用氧化液相同的氧化液中進(jìn)行第二次陽(yáng)極氧化， 氧化電壓40V，氧化時(shí)間50-70min，在氧化結(jié)束前30s內(nèi)以每10s降低8V氧化電壓的速度， 將氧化電壓降至10-12V，取出后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7-10%的磷酸溶液中擴(kuò)孔，得到陽(yáng)極氧化 錯(cuò)板； c) 表面修飾：將步驟b)得到的陽(yáng)極氧化鋁板洗至pH為中性，然后在鍍銅液中進(jìn)行電鍍 處理，時(shí)間5-10min ;電鍍完后取出，在600-700°C下烘干25-35min ;將鍍銅后的陽(yáng)極氧化鋁 板置于堿性溶液中8-10h，得到陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料，然后用去離子水配置成5mg/mL陽(yáng) 極氧化鋁納米線(xiàn)懸濁液，向陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)懸濁液中加入氯化鈀、二氧化鈦或氧化鐵，力口 入的同時(shí)超聲震蕩，然后干燥備用； d) 制備傳感器：將步驟c)修飾后的陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)涂覆在傳感器電極上，陽(yáng)極氧化 鋁納米線(xiàn)涂覆的層數(shù)為8-10層。
[0011] 在本技術(shù)方案中，陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料自身重量輕，因此制備的傳感器在重量 上有優(yōu)勢(shì)，較輕質(zhì)量的傳感器有利于固定在不同的位置，易于使用；陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料 不易變形和破碎，可以保持傳感器的形狀維持不變；陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料具有多孔的特 點(diǎn)，因此有利于被測(cè)氣體滲透進(jìn)入，增加陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料對(duì)于被測(cè)氣體分子的吸附 作用，增加檢測(cè)效果；陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料具有較好的親和性，能夠與鍍?cè)谄浔砻娴慕饘?之間產(chǎn)生親和力，因此鍍?cè)谄浔砻娴慕饘俨灰酌撀洌黾恿藗鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；陽(yáng)極氧化 鋁納米線(xiàn)材料也具有極好的電絕緣性，因此可以確保電極在一個(gè)良好的絕緣基底上正常工 作；陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料易于制備，可重復(fù)性好，便于大批制備； 步驟b)在氧化的結(jié)束前采用降壓處理，可以減少陽(yáng)極氧化鋁表面阻擋層的厚度，若不 采取降壓處理，阻擋層厚度在50微米左右，而采取本發(fā)明的降壓處理，阻擋層的厚度為18 微米左右； 擴(kuò)孔是為了增加氧化鋁模板上的孔洞的直徑，同時(shí)也使得孔洞的直徑更加均一化，有 利于改善陽(yáng)極氧化鋁模板的介電性，從而提高檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確度，增加傳感器結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定性；如果不擴(kuò)孔的話(huà)，氧化鋁模板上的孔洞直徑大小不一，這必然降低了傳感器結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定性和介電性，降低檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確度；擴(kuò)孔時(shí)間過(guò)短，達(dá)不到預(yù)期效果，過(guò)孔時(shí)間過(guò) 長(zhǎng)，會(huì)降低貴金屬在多孔陽(yáng)極氧化鋁模板上的附著度。
[0012] 作為優(yōu)選，步驟a)中清洗去脂所用的溶液為乙醇與環(huán)己醇的混合液，乙醇與環(huán)己 醇的體積比為1 :2_4,清洗的同時(shí)用超聲波震動(dòng)洗滌液；浸泡液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10-15%的碳酸 氫鈉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-4%的氫氧化鉀混合溶液，碳酸氫鈉與氫氧化鉀的體積比為1 :2-5。
[0013] 作為優(yōu)選，步驟b)中氧化液為質(zhì)量濃度為8-10%的檸檬酸、0. 13-0. 45mg/L的稀土 元素釓與質(zhì)量濃度為0. 9-1. 5%的高錳酸鉀的混合溶液。
[0014] 作為優(yōu)選，步驟b)中擴(kuò)孔時(shí)間為30-45min，磷酸溶液的溫度為50-55°C。
[0015] 作為優(yōu)選，步驟c)中堿性溶液為氫氧化鈉與氯化銅的混合溶液；每lmL陽(yáng)極氧 化鋁納米線(xiàn)懸濁液中加入lmg氯化鈀、二氧化鈦或氧化鐵；鍍銅液的成分為：20-24g/L氯 化銅、0. 1-0. 8g/L氯化鎳、45-65mg/L聚乙二醇、1. 2-3. 6g/L的氯化1-芐基-3甲基咪唑、 33-38g/L酒石酸鉀及1. 3-4. 2g/L的稀土氧化物。
[0016] 作為優(yōu)選，堿性溶液中氫氧化鈉與氯化銅的質(zhì)量濃度分別為：氫氧化鈉5-7%與氯 化銅 10-12%。
[0017] 作為優(yōu)選，超聲處理55-65W。
[0018] 作為優(yōu)選，鋁板采用純度彡99. 999%的高純鋁板。
[0019] 作為優(yōu)選，電鍍處理時(shí)，采用雙電解槽，利用三電極體系，輔助電極為銥鉭鈦電極， 參比電極為飽和甘汞電極SCE，工作電極為底部噴鉬的陽(yáng)極氧化鋁板。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是： 1) 本發(fā)明的傳感器成本低，響應(yīng)快速，脫附時(shí)間短，可重復(fù)性好，準(zhǔn)確性高； 2) 本發(fā)明傳感器的制備過(guò)程簡(jiǎn)單，材料消耗少，工藝的可重復(fù)性和可控性很高，便于批 量生產(chǎn)。
[0021]

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是實(shí)施例1制備的陽(yáng)極氧化鋁板的掃描電鏡圖。
[0023] 圖2是實(shí)施例1制備的陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的掃描電鏡圖。
[0024] 圖3是氨氣濃度檢測(cè)模型。
[0025]

【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下結(jié)合具體實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋?zhuān)?實(shí)施例1 一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，所述制備方法包括以下步驟： a) 前處理：將將純度> 99. 999%的高純鋁板在220°C下退火8h，冷卻后清洗去脂，然后 浸入浸泡液中，浸泡液溫度為35°C，浸泡時(shí)間為30min ;取出洗凈后，取出洗凈后，在體積比 為2:1的乙醇和高氯酸混合溶液中（Ra < 0. 01 μ m)進(jìn)行電化學(xué)拋光5min ;清洗去脂所用 的溶液為乙醇與環(huán)己醇的混合液，乙醇與環(huán)己醇的體積比為1 :2,清洗的同時(shí)用超聲波震 動(dòng)洗漆液；浸泡液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的碳酸氫鈉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氫氧化鉀混合溶液，碳酸 氫鈉與氫氧化鉀的體積比為1 :2 ;超聲處理55W ; b) 氧化：對(duì)步驟a)得到的鋁板進(jìn)行第一次陽(yáng)極氧化，在氧化液中氧化，氧化電壓45V， 氧化時(shí)間25min，取出后浸入質(zhì)量濃度2. 5%的硝酸與質(zhì)量濃度3. 8%的草酸等體積混合溶 液中浸泡4h ;然后在與第一次氧化所用氧化液相同的氧化液中進(jìn)行第二次陽(yáng)極氧化，氧化 電壓40V，氧化時(shí)間50min，在氧化結(jié)束前30s內(nèi)以每10s降低8V氧化電壓的速度，將氧化 電壓降至10V，取出后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的磷酸溶液中擴(kuò)孔，得到陽(yáng)極氧化鋁板；氧化液為 質(zhì)量濃度為8%的檸檬酸、0. 13mg/L的稀土元素釓與質(zhì)量濃度為0. 9%的高錳酸鉀的混合溶 液；擴(kuò)孔時(shí)間為30min，磷酸溶液的溫度為55°C ; c) 表面修飾：將步驟b)得到的陽(yáng)極氧化鋁板洗至pH為中性，然后在鍍銅液中進(jìn)行電 鍍處理，時(shí)間5min ;電鍍完后取出，在600°C下烘干35min ;將鍍銅后的陽(yáng)極氧化鋁板置于 堿性溶液中8h，得到陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料，然后用去離子水配置成5mg/mL陽(yáng)極氧化鋁納 米線(xiàn)懸濁液，向陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)懸濁液中加入氯化鈀，加入的同時(shí)超聲震蕩，然后干燥備 用；其中，堿性溶液為質(zhì)量濃度5%氫氧化鈉與質(zhì)量濃度10%氯化銅的混合溶液；每lmL陽(yáng)極 氧化錯(cuò)納米線(xiàn)懸池液中加入lmg氯化鈕；鍍銅液的成分為：20g/L氯化銅、0. lg/L氯化鎳、 45mg/L聚乙二醇、1. 2g/L的氯化1-芐基-3甲基咪唑、33g/L酒石酸鉀及1. 3g/L的氧化鈰； 電鍍處理時(shí)，采用雙電解槽，利用三電極體系，輔助電極為銥鉭鈦電極，參比電極為飽和甘 汞電極SCE，工作電極為底部噴鉬的陽(yáng)極氧化鋁板；超聲處理55W ; d) 制備傳感器：將步驟c)修飾后的陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)涂覆在傳感器電極上，涂覆后干 燥，然后繼續(xù)涂覆，陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)涂覆的層數(shù)為8層。
[0027] 實(shí)施例2 一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，所述制備方法包括以下步驟： a) 前處理：將將純度> 99. 999%的高純鋁板在280°C下退火7h，冷卻后清洗去脂，然后 浸入浸泡液中，浸泡液溫度為45°C,浸泡時(shí)間為20min ;取出洗凈后，取出洗凈后，在體積比 為2:1的乙醇和高氯酸混合溶液中（Ra < 0. 01 μ m)進(jìn)行電化學(xué)拋光5min ;清洗去脂所用 的溶液為乙醇與環(huán)己醇的混合液，乙醇與環(huán)己醇的體積比為1 :3,清洗的同時(shí)用超聲波震 動(dòng)洗漆液；浸泡液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%的碳酸氫鈉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氫氧化鉀混合溶液，碳酸 氫鈉與氫氧化鉀的體積比為1 :3 ;超聲處理60W ; b) 氧化：對(duì)步驟a)得到的鋁板進(jìn)行第一次陽(yáng)極氧化，在氧化液中氧化，氧化電壓45V， 氧化時(shí)間20min，取出后浸入質(zhì)量濃度2. 5%的硝酸與質(zhì)量濃度3. 8%的草酸等體積混合溶 液中浸泡5h ;然后在與第一次氧化所用氧化液相同的氧化液中進(jìn)行第二次陽(yáng)極氧化，氧化 電壓40V，氧化時(shí)間60min，在氧化結(jié)束前30s內(nèi)以每10s降低8V氧化電壓的速度，將氧化 電壓降至12V，取出后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的磷酸溶液中擴(kuò)孔，得到陽(yáng)極氧化鋁板；氧化液為 質(zhì)量濃度為9%的檸檬酸、0. 31mg/L的稀土元素釓與質(zhì)量濃度為1. 2%的高錳酸鉀的混合溶 液；擴(kuò)孔時(shí)間為40min，磷酸溶液的溫度為52°C ; c) 表面修飾：將步驟b)得到的陽(yáng)極氧化鋁板洗至pH為中性，然后在鍍銅液中進(jìn)行電 鍍處理，時(shí)間8min ;電鍍完后取出，在650°C下烘干30min ;將鍍銅后的陽(yáng)極氧化鋁板置于堿 性溶液中9h，得到陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料，然后用去離子水配置成5mg/mL陽(yáng)極氧化鋁納米 線(xiàn)懸濁液，向陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)懸濁液中加入二氧化鈦，加入的同時(shí)超聲震蕩，然后干燥備 用；其中，堿性溶液為質(zhì)量濃度6%氫氧化鈉與質(zhì)量濃度11%氯化銅的混合溶液；每lmL陽(yáng) 極氧化錯(cuò)納米線(xiàn)懸池液中加入lmg二氧化鈦；鍍銅液的成分為：22g/L氯化銅、0. 5g/L氯化 鎳、50mg/L聚乙二醇、2. 4g/L的氯化1-芐基-3甲基咪唑、35g/L酒石酸鉀及2. 8g/L的氧化 鐠；電鍍處理時(shí)，采用雙電解槽，利用三電極體系，輔助電極為銥鉭鈦電極，參比電極為飽和 甘汞電極SCE，工作電極為底部噴鉬的陽(yáng)極氧化鋁板；超聲處理60W ; d) 制備傳感器：將步驟c)修飾后的陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)涂覆在傳感器電極上，涂覆后干 燥，然后繼續(xù)涂覆，陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)涂覆的層數(shù)為9層。
[0028] 實(shí)施例3 一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，所述制備方法包括以下步驟： a) 前處理：將將純度> 99. 999%的高純鋁板在320°C下退火6h，冷卻后清洗去脂，然后 浸入浸泡液中，浸泡液溫度為50°C,浸泡時(shí)間為lOmin ;取出洗凈后，取出洗凈后，在體積比 為2:1的乙醇和高氯酸混合溶液中（Ra < 0. 01 μ m)進(jìn)行電化學(xué)拋光5min ;清洗去脂所用 的溶液為乙醇與環(huán)己醇的混合液，乙醇與環(huán)己醇的體積比為1 :4,清洗的同時(shí)用超聲波震 動(dòng)洗漆液；浸泡液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的碳酸氫鈉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的氫氧化鉀混合溶液，碳酸 氫鈉與氫氧化鉀的體積比為1 :5 ;超聲處理65W ; b) 氧化：對(duì)步驟a)得到的鋁板進(jìn)行第一次陽(yáng)極氧化，在氧化液中氧化，氧化電壓45V， 氧化時(shí)間15min，取出后浸入質(zhì)量濃度2. 5%的硝酸與質(zhì)量濃度3. 8%的草酸等體積混合溶液 中浸泡6h ;然后在與第一次氧化所用氧化液相同的氧化液中進(jìn)行第二次陽(yáng)極氧化，氧化電 壓40V，氧化時(shí)間70min，在氧化結(jié)束前30s內(nèi)以每10s降低8V氧化電壓的速度，將氧化電 壓降至10V，取出后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的磷酸溶液中擴(kuò)孔，得到陽(yáng)極氧化鋁板；氧化液為 質(zhì)量濃度為10%的檸檬酸、〇. 45mg/L的稀土元素釓與質(zhì)量濃度為1. 5%的高錳酸鉀的混合溶 液；擴(kuò)孔時(shí)間為45min，磷酸溶液的溫度為50°C ; c) 表面修飾：將步驟b)得到的陽(yáng)極氧化鋁板洗至pH為中性，然后在鍍銅液中進(jìn)行電 鍍處理，時(shí)間lOmin ;電鍍完后取出，在700°C下烘干25min ;將鍍銅后的陽(yáng)極氧化鋁板置于 堿性溶液中l(wèi)〇h，得到陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料，然后用去離子水配置成5mg/mL陽(yáng)極氧化鋁 納米線(xiàn)懸濁液，向陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)懸濁液中加入氧化鐵，加入的同時(shí)超聲震蕩，然后干燥 備用；其中，堿性溶液為質(zhì)量濃度7%氫氧化鈉與質(zhì)量濃度12%氯化銅的混合溶液；每lmL 陽(yáng)極氧化錯(cuò)納米線(xiàn)懸池液中加入lmg氧化鐵；鍍銅液的成分為：24g/L氯化銅、0. 8g/L氯化 鎳、65mg/L聚乙二醇、3. 6g/L的氯化1-芐基-3甲基咪唑、38g/L酒石酸鉀及4. 2g/L的氧化 鑭；電鍍處理時(shí)，采用雙電解槽，利用三電極體系，輔助電極為銥鉭鈦電極，參比電極為飽和 甘汞電極SCE，工作電極為底部噴鉬的陽(yáng)極氧化鋁板；超聲處理65W ; d) 制備傳感器：將步驟c)修飾后的陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)涂覆在傳感器電極上，陽(yáng)極氧化 鋁納米線(xiàn)涂覆的層數(shù)為5層。
[0029] 對(duì)實(shí)施例1制備的陽(yáng)極氧化鋁板做電鏡掃描，結(jié)果見(jiàn)圖1 ;對(duì)實(shí)施例1制備的陽(yáng)極 氧化鋁納米線(xiàn)做電鏡掃描，結(jié)果見(jiàn)圖2 ; 選擇CHI660電化學(xué)分析儀的恒壓下電流-時(shí)間（i-t)分析功能，將CHI電化學(xué)分析儀 的參考電極和對(duì)電極接傳感器電極的一端，工作電極接傳感器電極的另一端，測(cè)試電壓恒 定為0. IV。傳感器的響應(yīng)時(shí)間設(shè)定為從傳感器暴露于氨氣氣體至傳感器響應(yīng)穩(wěn)定，恢復(fù)時(shí) 間設(shè)定為從干燥氮?dú)獯等胫羵鞲衅髟俅雾憫?yīng)穩(wěn)定。所有實(shí)驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行。依次采用 實(shí)施例1-3制備的傳感器對(duì)濃度分別為180、150、120、90、60、30ppm的氨氣氣體進(jìn)行檢測(cè)， 在每?jī)蓚€(gè)濃度之間檢測(cè)過(guò)程中，均通入高純氮?dú)鈱?duì)傳感器氣室進(jìn)行清洗，使傳感器響應(yīng)恢 復(fù)至基線(xiàn)值。然后采用電流-時(shí)間曲線(xiàn)法測(cè)量傳感器對(duì)氨氣氣體的響應(yīng)，所制備的傳感器 對(duì)不同濃度的氨氣氣體均有靈敏的響應(yīng)，在氣室中通入氨氣氣體之后，對(duì)其導(dǎo)電性產(chǎn)生了 影響，氨氣氣體濃度越大通過(guò)的電流越小。檢測(cè)電流與氨氣氣體濃度之間的關(guān)系如圖3所 示，根據(jù)圖3經(jīng)線(xiàn)性擬合得到傳感器檢測(cè)電流與氨氣氣體濃度之間的關(guān)系，具體關(guān)系式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備方法 包括以下步驟： a) 前處理：將鋁板在220-320°C下退火6-8h，冷卻后清洗去脂，然后浸入浸泡液中，浸 泡液溫度為35-50°C，浸泡時(shí)間為10_30min ;取出洗凈后，進(jìn)行電化學(xué)拋光； b) 氧化：對(duì)步驟a)得到的鋁板進(jìn)行第一次陽(yáng)極氧化，在氧化液中氧化，氧化電壓45V， 氧化時(shí)間15-25min，取出后浸入質(zhì)量濃度2. 5%的硝酸與質(zhì)量濃度3. 8%的草酸等體積混合 溶液中浸泡4-6h ;然后在與第一次氧化所用氧化液相同的氧化液中進(jìn)行第二次陽(yáng)極氧化， 氧化電壓40V，氧化時(shí)間50-70min，在氧化結(jié)束前30s內(nèi)以每10s降低8V氧化電壓的速度， 將氧化電壓降至10-12V，取出后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7-10%的磷酸溶液中擴(kuò)孔，得到陽(yáng)極氧化 錯(cuò)板； c) 表面修飾：將步驟b)得到的陽(yáng)極氧化鋁板洗至pH為中性，然后在鍍銅液中進(jìn)行電鍍 處理，時(shí)間5-10min ;電鍍完后取出，在600-700°C下烘干25-35min ;將鍍銅后的陽(yáng)極氧化鋁 板置于堿性溶液中8-10h，得到陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)材料，然后用去離子水配置成5mg/mL陽(yáng) 極氧化鋁納米線(xiàn)懸濁液，向陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)懸濁液中加入氯化鈀、二氧化鈦或氧化鐵，力口 入的同時(shí)超聲震蕩，然后干燥備用； d) 制備傳感器：將步驟c)修飾后的陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)涂覆在傳感器電極上，陽(yáng)極氧化 鋁納米線(xiàn)涂覆的層數(shù)為8-10層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，其特 征在于，步驟a)中清洗去脂所用的溶液為乙醇與環(huán)己醇的混合液，乙醇與環(huán)己醇的體積比 為1 :2-4,清洗的同時(shí)用超聲波震動(dòng)洗滌液；浸泡液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10-15%的碳酸氫鈉與質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為2-4%的氫氧化鉀混合溶液，碳酸氫鈉與氫氧化鉀的體積比為1 :2-5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，其特 征在于，步驟b)中氧化液為質(zhì)量濃度為8-10%的檸檬酸、0. 13-0. 45mg/L的稀土元素釓與質(zhì) 量濃度為〇. 9-1. 5%的高錳酸鉀的混合溶液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，其特 征在于，步驟b)中擴(kuò)孔時(shí)間為30-45min，磷酸溶液的溫度為50-55°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法，其特 征在于，步驟c)中堿性溶液為氫氧化鈉與氯化銅的混合溶液；每lmL陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)懸 濁液中加入lmg氯化鈀、二氧化鈦或氧化鐵；鍍銅液的成分為：20-24g/L氯化銅、0. 1-0. 8g/ L氯化鎳、45-65mg/L聚乙二醇、1. 2-3. 6g/L的氯化1-芐基-3甲基咪唑、33-38g/L酒石酸 鉀及1. 3-4. 2g/L的稀土氧化物。
6. 根據(jù)權(quán)力要求5所述的一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器的制備方法， 其特征在于，堿性溶液中氫氧化鈉與氯化銅的質(zhì)量濃度分別為：氫氧化鈉5-7%與氯化銅 10-12%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器 的制備方法，其特征在于，超聲處理55-65W。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器 的制備方法，其特征在于，鋁板采用純度> 99. 999%的高純鋁板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種基于陽(yáng)極氧化鋁納米線(xiàn)的氨氣傳感器 的制備方法，其特征在于，電鍍處理時(shí)，采用雙電解槽，利用三電極體系，輔助電極為銥鉭鈦 電極，參比電極為飽和甘汞電極SCE，工作電極為底部噴鉬的陽(yáng)極氧化鋁板。
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK104089994SQ201410005691
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】惠國(guó)華, 黃潔, 王敏敏 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)