1.一种中空球铁酸锌气体传感器,其特征在于:所述气体传感器由直热式陶瓷管、导热丝、基座和气敏材料组成;其中,气敏材料为中空球结构的铁酸锌,铁酸锌的直径约为5μm;
直热式陶瓷管表面覆盖有中空球结构的铁酸锌,直热式陶瓷管与导热丝焊接在基座上。
2.如权利要求1所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括以下步骤:
1)将Fe(NO3)3·9H2O、Zn(NO3)2·6H2O)、蔗糖溶入去离子水中,磁力搅拌,待完全溶解得到均匀的混合液后,将混合液加入聚四氟乙烯的内衬中;
2)给步骤1)内衬中的溶液中通入氮气,之后放入反应釜中进行水热合成反应;
3)将步骤2)中得到的反应产物用去离子水洗涤、过滤、干燥后放入马弗炉中进行退火处理,即得具有中空球结构的铁酸锌;
4)将乙基纤维素、松油醇按一定比例配置成粘结剂,然后将步骤3)中的中空球铁酸锌与上述粘结剂混合,均匀涂于直热式陶瓷管的表面并将涂覆好的陶瓷管放入马弗炉中退火烧结;
5)将步骤4)中退火烧结后的直热式陶瓷管与导热丝焊接到基座上,然后在老化台上老化,即得中空球铁酸锌气体传感器。
3.如权利要求2所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述Fe(NO3)3·9H2O的含量为5~8mmol,Zn(NO3)2·6H2O)的含量为2~5mmol;优选的,Fe(NO3)3·9H2O的含量为6.7mmol,Zn(NO3)2·6H2O)的含量为3.3mmol。
4.如权利要求2所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述蔗糖的含量为8~12mmol,聚四氟乙烯的含量为120~180ml;优选的,所述蔗糖的含量为10mmol。
5.如权利要求2所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述通入氮气的速率为1~2mL/min,通入氮气的时间为40~80min;优选的,通入氮气的速率为1.5mL/min,通入氮气的时间为60min。
6.如权利要求2所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述水热合成反应的温度为200~250℃,反应时间为6~36h;优选的,水热合成反应的温度为220℃,反应时间为24h。
7.如权利要求2所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法,其特征在于:步骤3)中,所述退火处理的温度为350~450℃,退火时间为4~6h;优选的,退火处理的温度为400℃,退火时间为5h。
8.如权利要求2所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法,其特征在于:步骤4)中,所述乙基纤维素、松油醇的比例为:1:1~3;
所述中空球铁酸锌和粘结剂的比例为:1~3:1;
所述退火烧结的温度为350~450℃,时间为1~3h;
优选的,所述退火烧结的温度为400℃,时间为2h。
9.如权利要求2所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法,其特征在于:步骤5)中,所述老化时间为12~20天;优选的,所述老化时间为15天。
10.如权利要求1所述的中空球铁酸锌气体传感器和/或如权利要求2-9任一项所述的中空球铁酸锌气体传感器的制备方法在大气污染检测中的应用。