本申請涉及管道領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道。

背景技術(shù)：

煤氣管道是用于運輸煤氣的管道，大多鋪設(shè)于地下，煤氣管道猶如城市的血脈，保障管網(wǎng)的安全運行至關(guān)重要。

特別地，煤氣管道中煤氣不充分燃燒會產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳的積聚會引起人員的中毒，危害人身安全，然而，現(xiàn)有煤氣管道一般不具備CO的檢測功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道，該煤氣管道安裝有CO氣體傳感器；所述CO氣體傳感器包括Si基底、形成于所述Si基底上的氧化硅薄膜、置于所述氧化硅薄膜上的W膜、形成于W膜上的WO₃納米線薄膜、覆于WO₃納米線薄膜上的SnO₂納米薄膜、在SnO₂納米薄膜上制作的兩個Pt電極和位于所述Si基底下方的加熱模塊；所述WO₃納米線長度為500～7000nm。

優(yōu)選地，CO氣體傳感器的制備方法包括如下步驟：

步驟一，準(zhǔn)備Si基底：

取一定尺寸(5cm×5cm)的硅片，依次經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，超聲時間均為30min，然后在將硅片放入氧化爐中，1100℃下熱氧化，在硅片表面得到一層厚度約600nm的氧化硅薄膜；

步驟二，制備WO₃納米線薄膜：

將經(jīng)步驟一熱氧化的硅片放入磁控濺射儀中，抽真空至2.0×10^－3以下，然后利用磁控濺射技術(shù)，在氧化硅表面鍍一層W膜，以作為WO₃納米線的生長源，磁控濺射功率為300W，W膜的厚度為300nm，大小為3cm×3cm；

然后將硅片放入管式爐中，在常壓下，通入20sccm的Ar氣，先穩(wěn)定1h，排出管式爐內(nèi)的空氣，接下來加熱管式爐以10℃/min的速率升溫至380℃，并保溫6h，保溫完畢讓其自然冷卻，待降到室溫后取出硅片，在硅片的W膜表面得到一層WO₃納米線薄膜；

步驟三，制備SnO₂納米薄膜：

首先，準(zhǔn)備100ml去離子水，稱取5g SnCl₄·5H₂O溶于去離子水，隨后添加0.3g檸檬酸，加熱溶液到53℃，在磁力攪拌下，加入0.5mol/L的氨水至pH值為3，制得Sn(OH)₄沉淀物，沉淀靜置15h，經(jīng)過多次洗滌去除氯離子；然后稱取7g TiO₂納米粒子，與沉淀混合研磨0.5h，形成混合物沉淀，將混合物沉淀加熱至63℃，加入飽和草酸中回溶，直到沉淀完全溶解，得到透明的SnO₂溶膠，將10ml飽和聚乙二醇作為表面活性劑加入到透明溶膠中，并放入烘箱90℃烘干20h，得到SnO₂凝膠前驅(qū)體，將該SnO₂凝膠前驅(qū)體在580℃下焙燒1.5h，得到摻雜TiO₂納米粒子的SnO₂納米粉末；

使用松油醇與SnO₂納米粉末混合，配制成為SnO₂漿料，并采用絲網(wǎng)印刷的方法將SnO₂漿料涂覆在硅片的WO₃納米線薄膜區(qū)域，SnO₂漿料厚度為2μm，隨后將硅片在100℃下烘干5min，在WO₃納米線薄膜區(qū)域填充一層SnO₂納米薄膜；

步驟四，制備pt電極：

該傳感器電極采用Pt電極，利用磁控濺射結(jié)合模板法在SnO₂漿料表面制作兩個Pt電極；所述Pt電極中添加有Bi₂O₃材料和MgB₂材料，所述Bi₂O₃材料的添加量為0.01wt％～0.1wt％，所述MgB₂材料的添加量為0.005wt％～0.05wt％。

步驟五，組裝CO氣體傳感器：

將導(dǎo)線與兩個Pt電極連接，在Si基底背面安裝加熱模塊和傳感器的外殼結(jié)構(gòu)。

本申請的實施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

(1)本申請的實施例所提供的一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道，其安裝有CO氣體傳感器，而該CO氣體傳感器為基于SnO₂納米材料的電阻型CO傳感器，通過WO₃納米線與SnO₂納米材料的結(jié)合，增強了CO氣體傳感器對CO檢測的選擇性、穩(wěn)定性等方面效果；CO氣體傳感器在WO₃納米線薄膜基礎(chǔ)上，涂覆一層SnO₂納米材料，填充于納米線之間空隙，由于WO₃納米線具有較大的比表面積，使得其與SnO₂納米材料接觸面積大大增大，WO₃納米線做催化劑大大提高了SnO₂對CO的靈敏度與選擇性，進而提高了煤氣管道的靈敏度。

(2)本申請的實施例所提供的一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道，由于其采用的CO氣體傳感器采用SnO₂納米材料由溶膠凝膠法制備，而SnO₂納米材料與氣體的接觸面積增大，進而提高了SnO₂納米材料對氣體的吸附能力，同時由于摻雜TiO₂納米粒子，能夠促進材料表面氧離子與還原性氣體CO的反應(yīng)，進而提高傳感器對CO的靈敏度。

本申請附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明煤氣管道中安裝的CO氣體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中：01-Si基底，02-氧化硅薄膜，03-W膜，04-WO₃納米線薄膜，05-SnO₂納米薄膜，06-Pt電極，07-加熱模塊。

圖2是制備CO氣體傳感器流程圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本申請的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本申請的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本申請。此外，本申請可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不只是所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本申請?zhí)峁┝说母鞣N特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征值“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。

在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

目前，傳感器技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代科技發(fā)展的重要部分，其與計算機技術(shù)、通信技術(shù)組成現(xiàn)代信息技術(shù)的三大方面。基于氣體檢測與識別報警的氣體傳感器是傳感器的一個重要分支。在農(nóng)作物培育、飲料行業(yè)、食品工業(yè)、大氣監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)等方面，傳感器發(fā)揮著越來越重要的作用。

CO氣體是一種對人體和環(huán)境有毒有害的氣體。當(dāng)人們吸入少量CO后，其極易與血液中血紅素結(jié)合形成穩(wěn)定的締合物，導(dǎo)致血紅蛋白失去輸送氧氣的能力，最后造成人體組織缺氧，輕者產(chǎn)生頭痛、嘔吐等癥狀，嚴重者會導(dǎo)致腦部受損或者死亡。

在生產(chǎn)生活中，CO的來源很多。在焦炭廠、煉鋼廠、化工廠等，操作人員可能暴露于高濃度CO氣體中，家庭燃煤取暖、終端煤氣的意外泄露、火災(zāi)現(xiàn)場等也會產(chǎn)生大量CO，容易引發(fā)人們的中毒事件。另外，CO同時是一種易燃易爆的氣體，當(dāng)空氣中CO含量在12％～74％時即可發(fā)生爆炸。

目前基于CO氣體檢測的傳感器主要有金屬氧化物半導(dǎo)體型、電化學(xué)型、固體電解質(zhì)型、接觸燃燒型等，金屬氧化物半導(dǎo)體型傳感器具有熱穩(wěn)定性好、成本低、元器件制作簡單等優(yōu)勢，已經(jīng)成為研究較多的一類傳感器。

錫是一種常見元素，位于周期表中IVA族，它與氧可以結(jié)合成多種氧化物，其中，SnO₂是最穩(wěn)定的。SnO₂屬于一種典型的寬禁帶半導(dǎo)體金屬氧化物，由于自身的晶體結(jié)構(gòu)、表面特性和吸附特性等，SnO₂在氣敏傳感器、太陽能電池、電化學(xué)等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。SnO₂作為一種重要的氣敏傳感器敏感材料，具有響應(yīng)靈敏、制作成本低、工藝流程簡單等優(yōu)點，經(jīng)常被用于還原性氣體的檢測。

金屬氧化物半導(dǎo)體型氣體傳感器的探測氣體原理是基于敏感元件與目標(biāo)氣體的相互作用。金屬氧化物半導(dǎo)體對于氣體具有較強的物理或化學(xué)吸附能力，當(dāng)其與空氣接觸時，空氣中的氧會吸附于金屬氧化物半導(dǎo)體敏感材料的表面，并與敏感材料相互作用，產(chǎn)生氧負離子；當(dāng)接觸還原性氣體后，還原性氣體與該敏感材料表面的氧負離子反應(yīng)，導(dǎo)致半導(dǎo)體敏感材料載流子濃度變大，從而導(dǎo)致該敏感材料電導(dǎo)率變大，電阻下降，基于敏感材料電特性的變化，實現(xiàn)對還原性氣體的檢測。

金屬氧化物半導(dǎo)體型氣體傳感器具有耐腐蝕、制作成本低、檢測原理簡單等優(yōu)點，然而，現(xiàn)有基于CO氣體檢測的金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器仍具有選擇性、穩(wěn)定性較差、響應(yīng)不夠靈敏等問題。

實施例一：

本申請的實施例涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道，該煤氣管道安裝有CO氣體傳感器；如圖1所示，所述CO氣體傳感器包括Si基底(01)、形成于所述Si基底(01)上的氧化硅薄膜(02)、置于所述氧化硅薄膜(02)上的W膜(03)、形成于W膜(03)上的WO₃納米線薄膜(04)、覆于WO₃納米線薄膜(04)上的SnO₂納米薄膜(05)、在SnO₂納米薄膜(05)上制作的兩個Pt電極(06)和位于所述Si基底下方的加熱模塊(07)；所述WO₃納米線長度為500～7000nm。

優(yōu)選地，如圖2，CO氣體傳感器的制備方法包括如下步驟：

步驟一，準(zhǔn)備Si基底：

取一定尺寸(5cm×5cm)的硅片，依次經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，超聲時間均為30min，然后在將硅片放入氧化爐中，1100℃下熱氧化，在硅片表面得到一層厚度約600nm的氧化硅薄膜；

步驟二，制備WO₃納米線薄膜：

將經(jīng)步驟一熱氧化的硅片放入磁控濺射儀中，抽真空至2.0×10^－3以下，然后利用磁控濺射技術(shù)，在氧化硅表面鍍一層W膜，以作為WO₃納米線的生長源，磁控濺射功率為300W，W膜的厚度為300nm，大小為3cm×3cm；

然后將硅片放入管式爐中，在常壓下，通入20sccm的Ar氣，先穩(wěn)定1h，排出管式爐內(nèi)的空氣，接下來加熱管式爐以10℃/min的速率升溫至380℃，并保溫6h，保溫完畢讓其自然冷卻，待降到室溫后取出硅片，在硅片的W膜表面得到一層WO₃納米線薄膜；

步驟三，制備SnO₂納米薄膜：

首先，準(zhǔn)備100ml去離子水，稱取5g SnCl₄·5H₂O溶于去離子水，隨后添加0.3g檸檬酸，加熱溶液到53℃，在磁力攪拌下，加入0.5mol/L的氨水至pH值為3，制得Sn(OH)₄沉淀物，沉淀靜置15h，經(jīng)過多次洗滌去除氯離子；然后稱取7g TiO₂納米粒子，與沉淀混合研磨0.5h，形成混合物沉淀，將混合物沉淀加熱至63℃，加入飽和草酸中回溶，直到沉淀完全溶解，得到透明的SnO₂溶膠，將10ml飽和聚乙二醇作為表面活性劑加入到透明溶膠中，并放入烘箱90℃烘干20h，得到SnO₂凝膠前驅(qū)體，將該SnO₂凝膠前驅(qū)體在580℃下焙燒1.5h，得到摻雜TiO₂納米粒子的SnO₂納米粉末；

使用松油醇與SnO₂納米粉末混合，配制成為SnO₂漿料，并采用絲網(wǎng)印刷的方法將SnO₂漿料涂覆在硅片的WO₃納米線薄膜區(qū)域，SnO₂漿料厚度為2μm，隨后將硅片在100℃下烘干5min，在WO₃納米線薄膜區(qū)域填充一層SnO₂納米薄膜；

步驟四，制備pt電極：

該傳感器電極采用Pt電極，利用磁控濺射結(jié)合模板法在SnO₂漿料表面制作兩個Pt電極；所述Pt電極中添加有Bi₂O₃材料和MgB₂材料，所述Bi₂O₃材料的添加量為0.01wt％～0.1wt％，所述MgB₂材料的添加量為0.005wt％～0.05wt％。

步驟五，組裝CO氣體傳感器：

將導(dǎo)線與兩個Pt電極連接，在Si基底背面安裝加熱模塊和傳感器的外殼結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述CO傳感器的測試系統(tǒng)由氣體稀釋系統(tǒng)、電化學(xué)工作站組成，可實現(xiàn)對最低1ppm氣體的檢測，把制作的傳感器樣品放入測試腔，排出腔內(nèi)空氣，兩個電極與外部電化學(xué)工作站連接，測試電壓為10V。傳感器響應(yīng)值定義為：R＝R0/Rg，其中R0為材料在空氣中電阻，Rg為材料在特定濃度目標(biāo)氣體中的電阻，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間分別為響應(yīng)值和恢復(fù)值達到平衡的90％時所用的時間。通過測試發(fā)現(xiàn)，在CO濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為12、29、41、72，在H2濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為5、9、16、24，表現(xiàn)較好的CO選擇性；通過2000次的重復(fù)性測試，在相同濃度CO下，響應(yīng)值下降為原來的93％，穩(wěn)定性良好。

測試說明，安裝該CO傳感器的煤氣管道靈敏度高、重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，具有很大的市場應(yīng)用前景。

實施例二：

本申請的實施例涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道，該煤氣管道安裝有CO氣體傳感器；如圖1所示，所述CO氣體傳感器包括Si基底(01)、形成于所述Si基底(01)上的氧化硅薄膜(02)、置于所述氧化硅薄膜(02)上的W膜(03)、形成于W膜(03)上的WO₃納米線薄膜(04)、覆于WO₃納米線薄膜(04)上的SnO₂納米薄膜(05)、在SnO₂納米薄膜(05)上制作的兩個Pt電極(06)和位于所述Si基底下方的加熱模塊(07)；所述WO₃納米線長度為500～7500nm。

優(yōu)選地，如圖2，CO氣體傳感器的制備方法包括如下步驟：

步驟一，準(zhǔn)備Si基底：

取一定尺寸(5cm×5cm)的硅片，依次經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，超聲時間均為30min，然后在將硅片放入氧化爐中，1100℃下熱氧化，在硅片表面得到一層厚度約600nm的氧化硅薄膜；

步驟二，制備WO₃納米線薄膜：

將經(jīng)步驟一熱氧化的硅片放入磁控濺射儀中，抽真空至2.0×10^－3以下，然后利用磁控濺射技術(shù)，在氧化硅表面鍍一層W膜，以作為WO₃納米線的生長源，磁控濺射功率為300W，W膜的厚度為300nm，大小為3cm×3cm；

然后將硅片放入管式爐中，在常壓下，通入20sccm的Ar氣，先穩(wěn)定1h，排出管式爐內(nèi)的空氣，接下來加熱管式爐以10℃/min的速率升溫至380℃，并保溫6h，保溫完畢讓其自然冷卻，待降到室溫后取出硅片，在硅片的W膜表面得到一層WO₃納米線薄膜；

步驟三，制備SnO₂納米薄膜：

首先，準(zhǔn)備100ml去離子水，稱取5g SnCl₄·5H₂O溶于去離子水，隨后添加0.3g檸檬酸，加熱溶液到53℃，在磁力攪拌下，加入0.5mol/L的氨水至pH值為3，制得Sn(OH)₄沉淀物，沉淀靜置15h，經(jīng)過多次洗滌去除氯離子；然后稱取15g TiO₂納米粒子，與沉淀混合研磨0.5h，形成混合物沉淀，將混合物沉淀加熱至63℃，加入飽和草酸中回溶，直到沉淀完全溶解，得到透明的SnO₂溶膠，將10ml飽和聚乙二醇作為表面活性劑加入到透明溶膠中，并放入烘箱90℃烘干20h，得到SnO₂凝膠前驅(qū)體，將該SnO₂凝膠前驅(qū)體在580℃下焙燒1.5h，得到摻雜TiO₂納米粒子的SnO₂納米粉末；

使用松油醇與SnO₂納米粉末混合，配制成為SnO₂漿料，并采用絲網(wǎng)印刷的方法將SnO₂漿料涂覆在硅片的WO₃納米線薄膜區(qū)域，SnO₂漿料厚度為2μm，隨后將硅片在100℃下烘干5min，在WO₃納米線薄膜區(qū)域填充一層SnO₂納米薄膜；

步驟四，制備pt電極：

該傳感器電極采用Pt電極，利用磁控濺射結(jié)合模板法在SnO₂漿料表面制作兩個Pt電極；所述Pt電極中添加有Bi₂O₃材料和MgB₂材料，所述Bi₂O₃材料的添加量為0.01wt％～0.1wt％，所述MgB₂材料的添加量為0.005wt％～0.05wt％。

步驟五，組裝CO氣體傳感器：

將導(dǎo)線與兩個Pt電極連接，在Si基底背面安裝加熱模塊和傳感器的外殼結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述CO傳感器的測試系統(tǒng)由氣體稀釋系統(tǒng)、電化學(xué)工作站組成，可實現(xiàn)對最低1ppm氣體的檢測，把制作的傳感器樣品放入測試腔，排出腔內(nèi)空氣，兩個電極與外部電化學(xué)工作站連接，測試電壓為10V。傳感器響應(yīng)值定義為：R＝R0/Rg，其中R0為材料在空氣中電阻，Rg為材料在特定濃度目標(biāo)氣體中的電阻，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間分別為響應(yīng)值和恢復(fù)值達到平衡的90％時所用的時間。通過測試發(fā)現(xiàn)，在CO濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為14、31、41、72，在H2濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為5、9、16、24，表現(xiàn)較好的CO選擇性；通過2000次的重復(fù)性測試，在相同濃度CO下，響應(yīng)值下降為原來的93％，穩(wěn)定性良好。

測試說明，安裝該CO傳感器的煤氣管道靈敏度高、重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，具有很大的市場應(yīng)用前景。

實施例三：

本申請的實施例涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道，該煤氣管道安裝有CO氣體傳感器；如圖1所示，所述CO氣體傳感器包括Si基底(01)、形成于所述Si基底(01)上的氧化硅薄膜(02)、置于所述氧化硅薄膜(02)上的W膜(03)、形成于W膜(03)上的WO₃納米線薄膜(04)、覆于WO₃納米線薄膜(04)上的SnO₂納米薄膜(05)、在SnO₂納米薄膜(05)上制作的兩個Pt電極(06)和位于所述Si基底下方的加熱模塊(07)；所述WO₃納米線長度為500～8000nm。

優(yōu)選地，如圖2，CO氣體傳感器的制備方法包括如下步驟：

步驟一，準(zhǔn)備Si基底：

取一定尺寸(5cm×5cm)的硅片，依次經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，超聲時間均為30min，然后在將硅片放入氧化爐中，1100℃下熱氧化，在硅片表面得到一層厚度約600nm的氧化硅薄膜；

步驟二，制備WO₃納米線薄膜：

將經(jīng)步驟一熱氧化的硅片放入磁控濺射儀中，抽真空至2.0×10^－3以下，然后利用磁控濺射技術(shù)，在氧化硅表面鍍一層W膜，以作為WO₃納米線的生長源，磁控濺射功率為300W，W膜的厚度為300nm，大小為3cm×3cm；

然后將硅片放入管式爐中，在常壓下，通入20sccm的Ar氣，先穩(wěn)定1h，排出管式爐內(nèi)的空氣，接下來加熱管式爐以10℃/min的速率升溫至380℃，并保溫6h，保溫完畢讓其自然冷卻，待降到室溫后取出硅片，在硅片的W膜表面得到一層WO₃納米線薄膜；

步驟三，制備SnO₂納米薄膜：

首先，準(zhǔn)備100ml去離子水，稱取5g SnCl₄·5H₂O溶于去離子水，隨后添加0.3g檸檬酸，加熱溶液到53℃，在磁力攪拌下，加入0.5mol/L的氨水至pH值為3，制得Sn(OH)₄沉淀物，沉淀靜置15h，經(jīng)過多次洗滌去除氯離子；然后稱取7g TiO₂納米粒子，與沉淀混合研磨0.5h，形成混合物沉淀，將混合物沉淀加熱至63℃，加入飽和草酸中回溶，直到沉淀完全溶解，得到透明的SnO₂溶膠，將10ml飽和聚乙二醇作為表面活性劑加入到透明溶膠中，并放入烘箱90℃烘干20h，得到SnO₂凝膠前驅(qū)體，將該SnO₂凝膠前驅(qū)體在580℃下焙燒1.5h，得到摻雜TiO₂納米粒子的SnO₂納米粉末；

使用松油醇與SnO₂納米粉末混合，配制成為SnO₂漿料，并采用絲網(wǎng)印刷的方法將SnO₂漿料涂覆在硅片的WO₃納米線薄膜區(qū)域，SnO₂漿料厚度為6μm，隨后將硅片在100℃下烘干5min，在WO₃納米線薄膜區(qū)域填充一層SnO₂納米薄膜；

步驟四，制備pt電極：

該傳感器電極采用Pt電極，利用磁控濺射結(jié)合模板法在SnO₂漿料表面制作兩個Pt電極；所述Pt電極中添加有Bi₂O₃材料和MgB₂材料，所述Bi₂O₃材料的添加量為0.01wt％～0.1wt％，所述MgB₂材料的添加量為0.005wt％～0.05wt％。

步驟五，組裝CO氣體傳感器：

將導(dǎo)線與兩個Pt電極連接，在Si基底背面安裝加熱模塊和傳感器的外殼結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述CO傳感器的測試系統(tǒng)由氣體稀釋系統(tǒng)、電化學(xué)工作站組成，可實現(xiàn)對最低1ppm氣體的檢測，把制作的傳感器樣品放入測試腔，排出腔內(nèi)空氣，兩個電極與外部電化學(xué)工作站連接，測試電壓為10V。傳感器響應(yīng)值定義為：R＝R0/Rg，其中R0為材料在空氣中電阻，Rg為材料在特定濃度目標(biāo)氣體中的電阻，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間分別為響應(yīng)值和恢復(fù)值達到平衡的90％時所用的時間。通過測試發(fā)現(xiàn)，在CO濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為14、29、43、72，在H2濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為5、9、16、24，表現(xiàn)較好的CO選擇性；通過2000次的重復(fù)性測試，在相同濃度CO下，響應(yīng)值下降為原來的93％，穩(wěn)定性良好。

測試說明，安裝該CO傳感器的煤氣管道靈敏度高、重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，具有很大的市場應(yīng)用前景。

實施例四：

本申請的實施例涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道，該煤氣管道安裝有CO氣體傳感器；如圖1所示，所述CO氣體傳感器包括Si基底(01)、形成于所述Si基底(01)上的氧化硅薄膜(02)、置于所述氧化硅薄膜(02)上的W膜(03)、形成于W膜(03)上的WO₃納米線薄膜(04)、覆于WO₃納米線薄膜(04)上的SnO₂納米薄膜(05)、在SnO₂納米薄膜(05)上制作的兩個Pt電極(06)和位于所述Si基底下方的加熱模塊(07)；所述WO₃納米線長度為500～8500nm。

優(yōu)選地，如圖2，CO氣體傳感器的制備方法包括如下步驟：

步驟一，準(zhǔn)備Si基底：

取一定尺寸(5cm×5cm)的硅片，依次經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，超聲時間均為30min，然后在將硅片放入氧化爐中，1100℃下熱氧化，在硅片表面得到一層厚度約600nm的氧化硅薄膜；

步驟二，制備WO₃納米線薄膜：

將經(jīng)步驟一熱氧化的硅片放入磁控濺射儀中，抽真空至2.0×10^－3以下，然后利用磁控濺射技術(shù)，在氧化硅表面鍍一層W膜，以作為WO₃納米線的生長源，磁控濺射功率為300W，W膜的厚度為300nm，大小為3cm×3cm；

然后將硅片放入管式爐中，在常壓下，通入20sccm的Ar氣，先穩(wěn)定1h，排出管式爐內(nèi)的空氣，接下來加熱管式爐以10℃/min的速率升溫至380℃，并保溫6h，保溫完畢讓其自然冷卻，待降到室溫后取出硅片，在硅片的W膜表面得到一層WO₃納米線薄膜；

步驟三，制備SnO₂納米薄膜：

首先，準(zhǔn)備100ml去離子水，稱取5g SnCl₄·5H₂O溶于去離子水，隨后添加0.3g檸檬酸，加熱溶液到53℃，在磁力攪拌下，加入0.5mol/L的氨水至pH值為3，制得Sn(OH)₄沉淀物，沉淀靜置15h，經(jīng)過多次洗滌去除氯離子；然后稱取7g TiO₂納米粒子，與沉淀混合研磨0.5h，形成混合物沉淀，將混合物沉淀加熱至63℃，加入飽和草酸中回溶，直到沉淀完全溶解，得到透明的SnO₂溶膠，將10ml飽和聚乙二醇作為表面活性劑加入到透明溶膠中，并放入烘箱90℃烘干20h，得到SnO₂凝膠前驅(qū)體，將該SnO₂凝膠前驅(qū)體在580℃下焙燒6h，得到摻雜TiO₂納米粒子的SnO₂納米粉末；

使用松油醇與SnO₂納米粉末混合，配制成為SnO₂漿料，并采用絲網(wǎng)印刷的方法將SnO₂漿料涂覆在硅片的WO₃納米線薄膜區(qū)域，SnO₂漿料厚度為2μm，隨后將硅片在100℃下烘干5min，在WO₃納米線薄膜區(qū)域填充一層SnO₂納米薄膜；

步驟四，制備pt電極：

該傳感器電極采用Pt電極，利用磁控濺射結(jié)合模板法在SnO₂漿料表面制作兩個Pt電極；所述Pt電極中添加有Bi₂O₃材料和MgB₂材料，所述Bi₂O₃材料的添加量為0.01wt％～0.1wt％，所述MgB₂材料的添加量為0.005wt％～0.05wt％。

步驟五，組裝CO氣體傳感器：

將導(dǎo)線與兩個Pt電極連接，在Si基底背面安裝加熱模塊和傳感器的外殼結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述CO傳感器的測試系統(tǒng)由氣體稀釋系統(tǒng)、電化學(xué)工作站組成，可實現(xiàn)對最低1ppm氣體的檢測，把制作的傳感器樣品放入測試腔，排出腔內(nèi)空氣，兩個電極與外部電化學(xué)工作站連接，測試電壓為10V。傳感器響應(yīng)值定義為：R＝R0/Rg，其中R0為材料在空氣中電阻，Rg為材料在特定濃度目標(biāo)氣體中的電阻，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間分別為響應(yīng)值和恢復(fù)值達到平衡的90％時所用的時間。通過測試發(fā)現(xiàn)，在CO濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為14、29、41、65，在H2濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為5、9、16、24，表現(xiàn)較好的CO選擇性；通過2000次的重復(fù)性測試，在相同濃度CO下，響應(yīng)值下降為原來的92％，穩(wěn)定性良好。

測試說明，安裝該CO傳感器的煤氣管道靈敏度高、重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，具有很大的市場應(yīng)用前景。

實施例五：

本申請的實施例涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)危險氣體報警的煤氣管道，該煤氣管道安裝有CO氣體傳感器；如圖1所示，所述CO氣體傳感器包括Si基底(01)、形成于所述Si基底(01)上的氧化硅薄膜(02)、置于所述氧化硅薄膜(02)上的W膜(03)、形成于W膜(03)上的WO₃納米線薄膜(04)、覆于WO₃納米線薄膜(04)上的SnO₂納米薄膜(05)、在SnO₂納米薄膜(05)上制作的兩個Pt電極(06)和位于所述Si基底下方的加熱模塊(07)；所述WO₃納米線長度為500～9000nm。

優(yōu)選地，如圖2，CO氣體傳感器的制備方法包括如下步驟：

步驟一，準(zhǔn)備Si基底：

取一定尺寸(5cm×5cm)的硅片，依次經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，超聲時間均為30min，然后在將硅片放入氧化爐中，1100℃下熱氧化，在硅片表面得到一層厚度約600nm的氧化硅薄膜；

步驟二，制備WO₃納米線薄膜：

將經(jīng)步驟一熱氧化的硅片放入磁控濺射儀中，抽真空至2.0×10^－3以下，然后利用磁控濺射技術(shù)，在氧化硅表面鍍一層W膜，以作為WO₃納米線的生長源，磁控濺射功率為300W，W膜的厚度為300nm，大小為3cm×3cm；

然后將硅片放入管式爐中，在常壓下，通入20sccm的Ar氣，先穩(wěn)定1h，排出管式爐內(nèi)的空氣，接下來加熱管式爐以10℃/min的速率升溫至380℃，并保溫6h，保溫完畢讓其自然冷卻，待降到室溫后取出硅片，在硅片的W膜表面得到一層WO₃納米線薄膜；

步驟三，制備SnO₂納米薄膜：

首先，準(zhǔn)備100ml去離子水，稱取5g SnCl₄·5H₂O溶于去離子水，隨后添加0.3g檸檬酸，加熱溶液到53℃，在磁力攪拌下，加入0.5mol/L的氨水至pH值為3，制得Sn(OH)₄沉淀物，沉淀靜置15h，經(jīng)過多次洗滌去除氯離子；然后稱取7g TiO₂納米粒子，與沉淀混合研磨0.5h，形成混合物沉淀，將混合物沉淀加熱至63℃，加入飽和草酸中回溶，直到沉淀完全溶解，得到透明的SnO₂溶膠，將10ml飽和聚乙二醇作為表面活性劑加入到透明溶膠中，并放入烘箱90℃烘干20h，得到SnO₂凝膠前驅(qū)體，將該SnO₂凝膠前驅(qū)體在580℃下焙燒1.5h，得到摻雜TiO₂納米粒子的SnO₂納米粉末；

使用松油醇與SnO₂納米粉末混合，配制成為SnO₂漿料，并采用絲網(wǎng)印刷的方法將SnO₂漿料涂覆在硅片的WO₃納米線薄膜區(qū)域，SnO₂漿料厚度為2μm，隨后將硅片在100℃下烘干5min，在WO₃納米線薄膜區(qū)域填充一層SnO₂納米薄膜；

步驟四，制備pt電極：

該傳感器電極采用Pt電極，利用磁控濺射結(jié)合模板法在SnO₂漿料表面制作兩個Pt電極；所述Pt電極中添加有Bi₂O₃材料和MgB₂材料，所述Bi₂O₃材料的添加量為0.01wt％～0.1wt％，所述MgB₂材料的添加量為0.005wt％～0.05wt％。

步驟五，組裝CO氣體傳感器：

將導(dǎo)線與兩個Pt電極連接，在Si基底背面安裝加熱模塊和傳感器的外殼結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述CO傳感器的測試系統(tǒng)由氣體稀釋系統(tǒng)、電化學(xué)工作站組成，可實現(xiàn)對最低1ppm氣體的檢測，把制作的傳感器樣品放入測試腔，排出腔內(nèi)空氣，兩個電極與外部電化學(xué)工作站連接，測試電壓為10V。傳感器響應(yīng)值定義為：R＝R0/Rg，其中R0為材料在空氣中電阻，Rg為材料在特定濃度目標(biāo)氣體中的電阻，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間分別為響應(yīng)值和恢復(fù)值達到平衡的90％時所用的時間。通過測試發(fā)現(xiàn)，在CO濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為14、29、41、72，在H2濃度為分別為200、500、1000、1500ppm時，該傳感器響應(yīng)值對應(yīng)為5、11、16、29，表現(xiàn)較好的CO選擇性；通過2000次的重復(fù)性測試，在相同濃度CO下，響應(yīng)值下降為原來的93％，穩(wěn)定性良好。

測試說明，安裝該CO傳感器的煤氣管道靈敏度高、重復(fù)性、穩(wěn)定性良好，具有很大的市場應(yīng)用前景。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本申請未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。