所得氧化鋅納米膜為種子層，以每根氧化鋅納米線為軸，生長氧化鋅納米柱以形成氧化鋅納米柱陣列，得到帶有氧化鋅納米柱陣列的氧化鋅納米膜。
[0044]前述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，步驟(4)中，采用水熱合成法或微波加熱法，在含氫氧源的鋅鹽溶液中，以每根氧化鋅納米線為軸生長氧化鋅納米柱以形成氧化鋅納米柱陣列。
[0045]前述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，所述含氫氧源的鋅鹽溶液包括醋酸鋅、硝酸鋅或草酸鋅的水溶液；所用氫氧源包括氫氧化鈉、氨水、碳酸銨、或六亞甲基四胺。
[0046]前述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，在所述鋅鹽溶液中摻雜錫鹽，得到摻雜有錫的氧化鋅納米柱；所述錫鹽包括氯化錫、醋酸錫、硝酸錫或草酸錫。
[0047]前述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，步驟(4)中，所述水熱合成法為:在80-100°C下，在含氫氧源的鋅鹽溶液中，以每根氧化鋅納米線為軸生長氧化鋅納米柱2-12小時。
[0048]前述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，步驟(4)中，所述氧化鋅納米柱是(001)面優(yōu)勢取向的六角柱，所述六角柱橫截面最大長度為200nm-300nm，六角柱高度為2-3 μ m。
[0049]前述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，在步驟(3 )中，所述帶有氧化鋅納米柱陣列的氧化鋅納米膜厚度為5-8 μ m。
[0050]前述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，每立方微米氧化鋅納米膜平均由2-3根氧化鋅納米線構(gòu)成，氧化鋅納米柱彼此交纏。
[0051]前述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，在基板上沉積或涂布電極材料形成叉指電極形狀的兩組電極。
[0052]本發(fā)明基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，由于氧化鋅納米膜跨越在叉指電極之上，而叉指電極的兩組電極之間不導(dǎo)通，因此當(dāng)氧化鋅納米線表面吸附乙醇時，則氧化鋅表面多數(shù)載流子(電子)濃度增加，電阻減小。本發(fā)明乙醇傳感器靈敏度高、響應(yīng)時間快，制備工藝簡單。
【附圖說明】
[0053]圖1是叉指電極示意圖。
[0054]圖2是靜電紡絲經(jīng)煅燒后由氧化鋅納米線構(gòu)成的氧化鋅納米膜XRD譜圖，其中氧化鋅沉積在鍍金的硅芯片上。
[0055]圖3是第一【具體實施方式】靜電紡絲經(jīng)煅燒后由氧化鋅納米線構(gòu)成的氧化鋅納米膜光學(xué)顯微鏡(1000倍)下的形貌圖。
[0056]圖4是第一【具體實施方式】靜電紡絲經(jīng)煅燒后由氧化鋅納米線構(gòu)成的氧化鋅納米膜SEM(10000倍)下的形貌圖。
[0057]圖5是本發(fā)明第二【具體實施方式】所用叉指電極的載體示意圖。
[0058]圖6是本發(fā)明第二【具體實施方式】所用叉指電極的載體剖面示意圖。
[0059]圖7是在本發(fā)明第二【具體實施方式】所用叉指電極的載體上進行靜電紡絲的過程。
[0060]圖8是在本發(fā)明第二【具體實施方式】所用叉指電極的載體上完成靜電紡絲后的狀態(tài)。
[0061]圖9是從本發(fā)明第二【具體實施方式】所用叉指電極的載體上取下叉指電極的過程。
[0062]圖10是本發(fā)明第二【具體實施方式】靜電紡絲經(jīng)煅燒后的有取向性氧化鋅納米膜在光學(xué)顯微鏡(1000倍)下的形貌。
[0063]圖11是本發(fā)明第三【具體實施方式】在有取向性的氧化鋅納米膜上生長氧化鋅納米柱得到的帶有氧化鋅納米柱的氧化鋅納米膜在SEM(500倍)下的形貌。
[0064]圖12是本發(fā)明第三【具體實施方式】在有取向性的氧化鋅納米膜上生長氧化鋅納米柱得到的帶有氧化鋅納米柱的氧化鋅納米膜在SEM(2000倍)下的形貌。
[0065]圖13是本發(fā)明第三【具體實施方式】在有取向性的氧化鋅納米膜上生長氧化鋅納米柱得到的帶有氧化鋅納米柱的氧化鋅納米膜在SEM(10000倍)下的形貌。
[0066]圖14是實施例4乙醇傳感器的響應(yīng)度與環(huán)境里增加的乙醇氣體濃度近似線性變化關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0067]為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本發(fā)明做詳細說明。
[0068]下面詳細說明一下本發(fā)明的第一【具體實施方式】。
[0069]一種基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，包括形成叉指電極的兩組電極，以及設(shè)置在叉指電極至少一側(cè)表面的氧化鋅納米膜；氧化鋅納米膜由六邊纖鋅礦晶相的氧化鋅納米線構(gòu)成。
[0070]圖1所示是叉指電極的結(jié)構(gòu)示意圖。兩組電極形成叉指形狀且這兩組電極之間不導(dǎo)通，形成所述乙醇傳感器的信號輸出端。本發(fā)明叉指電極采用常規(guī)方法制成。具體的，在基板上沉積或涂布電極材料形成叉指電極形狀的兩組電極。本發(fā)明叉指電極厚度約為50nm-100nmo
[0071]本發(fā)明對叉指電極所用基板沒有特殊規(guī)定，常規(guī)的基板材料均可應(yīng)用于本發(fā)明，例如硅、玻璃或有機玻璃。本發(fā)明對電極材料也沒有特殊規(guī)定，例如金、銦錫金屬氧化物(ΙΤ0)、銀、銅或鋁均可應(yīng)用于本發(fā)明。本發(fā)明采用的涂布或沉積方法也是現(xiàn)有常規(guī)的，例如磁控濺射、電子束或熱蒸鍍、絲網(wǎng)印刷、或旋轉(zhuǎn)涂布。
[0072]氧化鋅納米膜由煅燒靜電紡絲聚乙烯類聚合物-鋅鹽纖維膜制成，直徑為200-300nm，厚度為500nm_l μ m。優(yōu)選的，氧化鋅納米線中摻雜有二氧化錫，氧化鋅納米膜由煅燒聚乙烯類聚合物-鋅鹽-錫鹽纖維膜制成。圖2所示是該實施方式由氧化鋅納米線構(gòu)成的氧化鋅納米膜XRD譜圖。由圖2可以看出ZnO是六邊纖鋅礦晶相，最強的峰為001面。圖3是該實施方式氧化鋅納米膜光學(xué)顯微鏡(1000倍)下的形貌圖。圖4是該實施方式氧化鋅納米膜SEMdOOOO倍)下的形貌圖。由圖3和圖4可以看出本發(fā)明氧化鋅納米膜由氧化鋅納米線構(gòu)成。
[0073]下面詳細說明一下氧化鋅納米膜的制備方法。該方法包括以下步驟:
[0074]( I)配制氧化鋅納米膜用靜電紡絲液
[0075]將聚乙烯類聚合物加入到溶劑中，待聚乙烯類聚合物溶解后，向液體中加入鋅鹽，然后混合均勻得到靜電紡絲液。該靜電紡絲液的黏度與濃度乘積控制在5-12。其中，聚乙烯類聚合物與鋅鹽的重量比為1-5:0.5-3。例如，每1ml溶劑中加入l_5g聚乙烯類聚合物，然后向混合溶液中加入鋅鹽，每1ml的混合溶液加入0.5-3g鋅鹽。
[0076]所述鋅鹽可以是醋酸鋅、硝酸鋅、草酸鋅及它們的水合物。所述溶劑可以是甲基甲酰胺(DMF)，乙醇(ethanol)或四氫呋喃(THF)。所述聚乙烯類聚合物可以是聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
[0077]優(yōu)選的，在該步驟中，在靜電紡絲液中摻雜氧化物或金屬以增進氧化鋅在特定方面的性能，氧化物可以是Al2O3或SnO2，金屬可以是Ag、Au、Pt或Cu。例如添加錫鹽(氯化錫、醋酸錫、硝酸錫或草酸錫)，增加響應(yīng)靈敏度，添加比例為靜電紡絲液重量的1_10%。
[0078](2)靜電紡絲
[0079]將步驟(I)所得靜電紡絲液加入到靜電紡絲裝置中，然后將靜電紡絲液注射到形成叉指電極的兩組電極的至少一側(cè)表面上進行靜電紡絲，在叉指電極的至少一側(cè)表面上獲得聚乙烯類聚合物-鋅鹽纖維膜。
[0080]本發(fā)明所用靜電紡絲裝置為常規(guī)市售靜電紡絲裝置。具體的，將步驟(I)所得靜電紡絲液加入到靜電紡絲裝置的給液裝置例如注射針管中，針頭為金屬如不銹鋼，將針頭接高壓源，接收端接地。然后在電壓為10kV-20kV，接收距離為8cm-20cm條件下，用微量泵以推動速度0.lml/hr-lml/hr，將靜電紡絲液通過噴射裝置注射到叉指電極的至少一側(cè)表面上進行靜電紡絲，在叉指電極的至少一側(cè)表面上獲得聚乙烯類聚合物-鋅鹽纖維膜。當(dāng)在靜電紡絲液中添加錫鹽時，在叉指電極的至少一側(cè)表面上獲得聚乙烯類聚合物-鋅鹽-錫鹽纖維膜。錫鹽可以是氯化錫、醋酸錫、硝酸錫或草酸錫。
[0081](3)煅燒
[0082]將步驟(2)所得聚乙烯類聚合物-鋅鹽纖維膜膜連同叉指電極一起進行煅燒，煅燒條件為:按照2-10°C-min的升溫速率升溫至500-600°C，恒溫煅燒1-6小時；然后冷卻到室溫，得到氧化鋅納米膜。當(dāng)在靜電紡絲液中添加錫鹽時，所述氧化鋅納米線中摻雜有二氧化錫。
[0083]所得氧化