乙醇傳感器，其特征在于，所述鋅鹽包括醋酸鋅、硝酸鋅、草酸鋅及它們的水合物；所述聚乙烯類聚合物包括聚乙烯醇PVA或聚乙烯吡咯烷酮PVP ;所述錫鹽包括氯化錫、醋酸錫、硝酸錫或草酸錫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，其特征在于，所述氧化鋅納米線的直徑為200-300nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，其特征在于，所述氧化鋅納米膜的厚度為500nm-l μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，其特征在于，以每根構(gòu)成氧化鋅納米膜的氧化鋅納米線為軸進(jìn)一步生長(zhǎng)有氧化鋅納米柱，構(gòu)成氧化鋅納米柱陣列，形成帶有氧化鋅納米柱的氧化鋅納米膜，所述氧化鋅納米柱是(001)面優(yōu)勢(shì)取向的六角柱。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，其特征在于，所述六角柱橫截面最大長(zhǎng)度為200-300nm,六角柱高度為2_3 μ m。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，其特征在于，所述帶有氧化鋅納米柱的氧化鋅納米膜的厚度為5-8 μ m。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，其特征在于，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。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，其特征在于，所述叉指電極由在基板上沉積或涂布金、銦錫金屬氧化物、銀、銅或鋁形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器，其特征在于，所述基板是硅、玻璃或有機(jī)玻璃。
15.—種基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，該方法包括: (1)配制氧化鋅納米膜用靜電紡絲液 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；其中，聚乙烯類聚合物與鋅鹽的重量比為1-5:0.5-3 ； (2)靜電紡絲 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(jìn)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；以及 (3)煅燒 將步驟(2)所得聚乙烯類聚合物-鋅鹽纖維膜連同叉指電極一起進(jìn)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(shí)；然后冷卻到室溫，得到氧化鋅納米膜，所述氧化鋅納米膜由六邊纖鋅礦晶相的氧化鋅納米線構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，該方法還包括得到紡絲纖維有序排列的聚乙烯類聚合物-鋅鹽纖維膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，靜電紡絲之前，將叉指電極放置在載體的容置腔中；其中，該載體包括第一載體底材，設(shè)置在第一載體底材一側(cè)表面的第二載體底材和第三載體底材，第二載體底材和第三載體底材平行并間隔設(shè)置，在第二載體底材上設(shè)有第一金屬條，在第三載體底材上設(shè)有第二金屬條，第一金屬條與第二金屬條平行設(shè)置；第二載體底材和第一金屬條，與第三載體底材和第二金屬條之間形成容置腔。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，所述第一金屬條和第二金屬條所用材質(zhì)是鋁箔、銅箔、鋁片或銅片；所述第一載體底材、第二載體底材和第三載體底材所用材質(zhì)是絕緣材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，所述氧化鋅納米膜由六邊纖鋅礦晶相的氧化鋅納米線平行構(gòu)成。
20.根據(jù)權(quán)利要求15-19任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述鋅鹽包括醋酸鋅、硝酸鋅、草酸鋅及它們的水合物；所述溶劑包括甲基甲酰胺DMF，乙醇ethanol或四氫呋喃THF ;所述聚乙烯類聚合物包括聚乙烯醇PVA或聚乙烯吡咯烷酮PVP。
21.根據(jù)權(quán)利要求15-20任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，在靜電紡絲液中添加錫鹽，然后在步驟(2)，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；其中所述錫鹽包括氯化錫、醋酸錫、硝酸錫或草酸錫。
22.根據(jù)權(quán)利要求15-21任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，在電壓為10kV-20kV，接收距離為8cm-20cm，推動(dòng)速度0.1ml/hr-lml/hr條件下，將靜電紡絲液注射到叉指電極上進(jìn)行靜電紡絲。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，紡絲時(shí)間為30秒到10分鐘。
24.根據(jù)權(quán)利要求15-23任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，步驟(3)中,所述氧化鋅納米線的直徑為200nm-300nm。
25.根據(jù)權(quán)利要求15-24任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，所述氧化鋅納米膜的厚度為500nm_l μ m。
26.根據(jù)權(quán)利要求15-25任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，該方法還包括:(4)生長(zhǎng)氧化鋅納米柱陣列 以步驟(3)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(zhǎng)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。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，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(zhǎng)氧化鋅納米柱以形成氧化鋅納米柱陣列。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，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。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，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。
30.根據(jù)權(quán)利要求27-29任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，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(zhǎng)氧化鋅納米柱2-12小時(shí)。
31.根據(jù)權(quán)利要求26-30任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述氧化鋅納米柱是(001)面優(yōu)勢(shì)取向的六角柱，所述六角柱橫截面最大長(zhǎng)度為200nm-300nm,六角柱高度為2_3 μ m。
32.根據(jù)權(quán)利要求26-31任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，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 m0
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，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。
34.根據(jù)權(quán)利要求15-33任一項(xiàng)所述的基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器的制備方法，其特征在于，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。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的乙醇傳感器及其制備方法。該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；所述氧化鋅納米膜由六邊纖鋅礦晶相的氧化鋅納米線構(gòu)成；所述叉指電極的兩組電極不導(dǎo)通，形成所述乙醇傳感器的信號(hào)輸出端。本發(fā)明乙醇傳感器可以感受因乙醇吸收在氧化鋅表面所造成的電阻下降，乙醇傳感器的響應(yīng)度與環(huán)境里增加的乙醇?xì)怏w濃度呈近似線性變化。
【IPC分類】G01N27-12
【公開號(hào)】CN104698041
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310655418
【發(fā)明人】葉柏盈
【申請(qǐng)人】納米新能源生命科技（唐山）有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2013年12月6日