【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及氣敏傳感器制備，尤其涉及一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器。
技術介紹
1、六氟化硫(sf6)是一種常用于高壓電氣設備中的絕緣氣體，因其卓越的絕緣性能和滅弧能力而被廣泛應用。然而，在設備長期運行過程中，可能會因電弧放電、局部過熱等原因導致sf6分解，生成一些具有化學活性的副產物，如亞硫酰氟(sof2)。這些分解產物的積累會降低設備的絕緣性能，甚至威脅系統的穩定性和安全性。因此，在線檢測和監控這些分解產物對確保電力系統的可靠運行至關重要。
2、現有技術中，針對sof2等sf6分解產物的氣敏傳感器靈敏度不足，響應時間較長，難以滿足實際監測需求。尤其是在高溫高濕等復雜環境下，現有材料的氣敏性能大幅下降。專利cn?114132961?a一種球形釩酸鋅的制備方法公開了球形釩酸鋅在氣敏傳感器具有潛在的應用價值，但由于不同的氣敏傳感器對于不同的氣體有不同的靈敏度和選擇性，該方法制得的球形釩酸鋅用于氣敏傳感器是否能檢測sof2等sf6分解產物并不明確，是否能在高溫高濕環境下快速檢測sf6的分解產物更不明確。因此，開發一種具有高靈敏度、快速響應、并能適應復雜環境的傳感器材料，成為一個急需解決的技術問題。
3、綜上，本專利技術提供了一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，用于在線檢測和監控高壓電氣設備中的絕緣氣體sf6的分解產物sof2。
技術實現思路
1、針對以上不足，本專利技術提供一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，解決了現有的針對sof2等sf6分解產物的氣敏傳
2、一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，所述氣敏傳感器包括基底、叉指電極，以及涂覆在所述叉指電極上的敏感層材料，所述敏感層材料為znvo4納米材料。
3、進一步地，所述znvo4納米材料采用溶膠-凝膠法合成，具體包括：先將硝酸鋅和釩酸鈉分別溶解在蒸餾水中，然后將兩種溶液混合攪拌均勻后，加入適量檸檬酸攪拌反應得到溶膠，接著將所得溶膠烘干成凝膠，將所述凝膠煅燒，即得所述znvo4納米材料。
4、進一步地，所述硝酸鋅和釩酸鈉的摩爾濃度為0.1-0.3m。
5、進一步地，所述混合是硝酸鋅和釩酸鈉按1:1-3的摩爾比混合。申請人通過大量實驗發現，超出上述配比范圍會嚴重影響到znvo4納米材料的形貌及性能。
6、進一步地，所述檸檬酸的加入量為所述釩酸鈉摩爾數的1-1.5倍。加入檸檬酸，并控制在該加入量范圍，可控制znvo4納米顆粒的尺寸，使znvo4納米顆粒的大小和形貌均勻。
7、進一步地，所述攪拌反應的溫度為50-65℃，攪拌時間為1-2h。
8、進一步地，所述溶膠烘干溫度為100-180℃；所述凝膠煅燒溫度為450-550℃，煅燒時間為2-3h，這個溫度可以保證znvo4納米顆粒不被破壞。
9、本專利技術基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器的制備方法包括以下步驟：
10、(1)將氧化鋁陶瓷基底清洗、干燥；
11、(2)通過mems工藝在所述基底上制備叉指電極，所述電極采用金薄膜，通過電子束蒸發工藝沉積在所述基底上；
12、(3)將所述znvo4納米材料分散在乙醇溶液中，利用旋涂工藝將分散有znvo4納米材料的乙醇溶液均勻涂覆在所述叉指電極上，經干燥、高溫燒結，形成致密的氣敏層，即得所述氣敏傳感器。
13、本專利技術還提供一種上述氣敏傳感器的用途，所述氣敏傳感器主要用于在線檢測和監控高壓電氣設備中的絕緣氣體sf6的分解產物sof2
14、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
15、1.本專利技術以釩酸鋅納米材料作為氣敏傳感器的敏感層材料，使得該氣敏傳感器對sf6的分解產物sof2氣體表現出了良好氣體傳感性能，具有靈敏度高、響應和恢復速度快，以及環境適應性強的優點。在實際應用中，本專利技術氣敏傳感器能夠在較低的sof2濃度下實現靈敏檢測，檢出限可達到10ppm，響應時間縮短至5min，且具有良好的線性響應特性；經過多次循環測試后，傳感器表現出穩定的氣敏性能；同時，本專利技術傳感器采用耐高溫、抗濕的材料，能適應高溫高濕環境。因此，本專利技術氣敏傳感器有望用于高壓電氣設備中的絕緣氣體sf6的分解產物sof2的檢測和監控。
16、2.采用本專利技術制備方法可制得具有獨特的晶體結構和優良的氣體吸附能力的znvo4納米材料，該znvo4納米材料為層疊的片狀結構，具有很高的比表面積和豐富的表面活性位點，該晶體結構有效提升了傳感器的氣敏性能，使其在室溫下即可對sof2氣體產生顯著響應，且具有快速的恢復能力。
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1.一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，所述氣敏傳感器包括基底、叉指電極，以及涂覆在所述叉指電極上的敏感層材料，其特征在于，所述敏感層材料為ZnVO4納米材料。
2.根據權利要求1所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其特征在于，所述ZnVO4納米材料采用溶膠-凝膠法合成，具體包括：先將硝酸鋅和釩酸鈉分別溶解在蒸餾水中，然后將兩種溶液混合攪拌均勻后，加入適量檸檬酸攪拌反應得到溶膠，接著將所得溶膠烘干成凝膠，將所述凝膠煅燒，即得所述ZnVO4納米材料。
3.根據權利要求2所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其特征在于，所述硝酸鋅和釩酸鈉的摩爾濃度為0.1-0.3M。
4.根據權利要求2所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其特征在于，所述混合是硝酸鋅和釩酸鈉按1:1-3的摩爾比混合。
5.根據權利要求2所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其特征在于，所述檸檬酸的加入量為所述釩酸鈉摩爾數的1-1.5倍。
6.根據權利要求2所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其特征在于，所述攪拌反應的溫度為50-65
7.根據權利要求2所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其特征在于，所述溶膠烘干溫度為100-180℃；所述凝膠煅燒溫度為450-550℃，煅燒時間為2-3h。
8.一種如權利要求1至7任一項所述的氣敏傳感器的用途，其特征在于：所述氣敏傳感器用于在線檢測和監控高壓電氣設備中的絕緣氣體SF6的分解產物SOF2。
...【技術特征摘要】
1.一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，所述氣敏傳感器包括基底、叉指電極，以及涂覆在所述叉指電極上的敏感層材料，其特征在于，所述敏感層材料為znvo4納米材料。
2.根據權利要求1所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其特征在于，所述znvo4納米材料采用溶膠-凝膠法合成，具體包括：先將硝酸鋅和釩酸鈉分別溶解在蒸餾水中，然后將兩種溶液混合攪拌均勻后，加入適量檸檬酸攪拌反應得到溶膠，接著將所得溶膠烘干成凝膠，將所述凝膠煅燒，即得所述znvo4納米材料。
3.根據權利要求2所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其特征在于，所述硝酸鋅和釩酸鈉的摩爾濃度為0.1-0.3m。
4.根據權利要求2所述的一種基于釩酸鋅納米材料的氣敏傳感器，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅傳勝，周闖，覃劍，李春雷，崔林麗，唐彬，戴銘漢，蘇鄭予希，陳沖，孔令毅，范華慶，唐一專，梁沁沁，李宏士，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司南寧供電局，
類型：發明
國別省市：
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