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H2S是广泛存在于石油化工生产过程中的一种有毒气体,研究并开发检测微量H2S气体的气敏元件十分迫切,并具有广阔的应用前景。结合纳米技术制备的纳米SnO2气敏元件具有灵敏度高、选择性好、响应迅速等良好特性,越来越受到人们关注。本文采用水热法合成纳米SnO2粉体,利用丝网印刷技术制备厚膜型纳米SnO2气敏元件,对厚膜气敏元件进行CuO掺杂以提高对H2S的灵敏度和选择性。本文首先研究了高分子网络法和水热法制备纳米SnO2粉体工艺过程,通过反复实验并结合XRD、SEM和TEM等分析手段,研究得到最佳工艺条件。微观测试表明用高分子网络法和水热法制备的SnO2粉体颗粒为球状、分散性好、粒度分布均匀,并且晶粒平均粒径均小于30nm,其中用水热法制备的SnO2粉体晶粒平均粒径为3.7 nm。接下来研究了用丝网印刷法制备纳米SnO2厚膜气敏元件和H2S气敏元件的掺杂改性,工艺过程如下所述:用水热法制备CuO掺杂的纳米SnO2粉体,混合一定量的玻璃粉和Sb2O3粉体,研磨后加入有机粘合剂再研磨制成厚膜浆料,印刷在印好电极的陶瓷基片上。在空气中流平、干燥,然后烧结,制成CuO-SnO2厚膜气敏元件。对不同CuO掺杂量的厚膜进行微观表征和气敏性能测试。结果表明:厚膜颗粒为球形,粒径小于50 nm;厚膜多孔多通道,有利于H2S气体的吸附;当掺杂量为3 wt%时,厚膜元件对H2S的气敏性最好,工作温度为200℃、H2S浓度为100 ppm时,厚膜对H2S的灵敏度为219.63,同时相对CO和CH4对H2S具有很好的选择性。该厚膜气敏元件还可在室温(25℃)下检测低浓度的H2S气体。