TW201302301A - 感測材料及其製備方法及即時感測方法 - Google Patents
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Abstract
一種感測材料的製備方法，包括以下步驟：(a)提供一金屬氧化物前驅物之水溶液；(b)混合二氧化鈦奈米管與金屬氧化物前驅物之水溶液以形成一混合物；(c)以一弱鹼調整混合物之pH值至中性；(d)將混合物分散於水中並加熱；及(e)過濾混合物以留下固體部分，並在持續通氧的環境中鍛燒固體部分，以形成擔載一金屬氧化物之二氧化鈦奈米管。本發明更提供一種感測材料及應用該感測材料的即時感測方法，可偵測ppb至ppt等級的摻雜類氣體。
Description
本發明係有關於一種感測材料，且特別是有關於一種兆分之一(parts per trillion,ppt)級的感測材料及其製備方法，以及應用此感測材料的即時感測方法。
半導體與光電製程中使用的氣體及其副產物可成為氣態微量污染物(airborne molecular contaminant,AMC)而導致多種產品缺陷問題，其中典型五大類氣態微污染為酸性氣體(molecular acids,MA)、鹼性氣體(molecular bases,MB)、氣態可凝結物(molecular condensables, MC)、摻雜類氣體(molecular dopants,MD)及未分類(no class,MO)。例如酸性氣體會腐蝕金屬層、鹼性氣體會產生T-topping的危害、氣態可凝結物會影響薄膜特性，使Si-N膜轉變為Si-O膜以及曝光機鏡片霧化、摻雜類氣體，例如磷化氫(PH3),砷化氫(AsH3)，會導致半導體p-n電性偏移、未分類(no classes,MO)中的臭氧(O3)污染會使元件電容量降低。
為了避免微污染導致半導體與光電製程的良率下降，每年國家半導體技術藍圖委員會(International Technology Roadmap for Semiconductors,ITRS)會對不同線寬製程建議其污染物容許濃度。如上所述，磷化氫為氣態微量污染物的一種，其在常溫下為無色有毒氣體，當吸入人體時更會造成呼吸困難甚至可能致死，因此半導體廠皆需依法安裝磷化氫氣體的偵測器。以45奈米(nm)製程為例，ITRS建議PH3濃度值應小於10兆分之一(parts per trillion,ppt)，因此需要可偵測達到ppt等級濃度的氣體偵測器。市面上所販售的磷化氫氣體偵測器之主要為電化學式與色帶式兩種類型，兩者的市佔率高達9成以上，然而這些市售的磷化氫氣體偵測器偵測下限約在100-10百萬分之一(parts per billion,ppb)，遠高於ITRS所建議之10 ppt。目前業界採用偵測摻雜類氣體(MD)的方法是以測試晶圓暴露於潔淨室24~48小時，然後以氫氟酸(HF)溶解測試晶圓表面所沈降之MD，最後再用感應耦合電漿質譜分析儀(ICP-MS)進行定性、定量分析。此方法極耗費時間與人力，且每個MD樣品採樣與分析時間長達2-7天，因此當確認遭受MD污染時，已歷時數十天，導致數以萬片的晶圓遭受污染而報廢，半導體廠也因此遭受數億台幣的損失。
台灣專利公開號201109081 A1揭露一種擔載金屬氧化物之奈米結構材料及含磷化合物之檢測方法，係以一種擔載金屬氧化物之奈米結構材料，經以下步驟合成感測材料：混合矽或鈦氧化物與一介面活性劑，並聚合成一中孔洞(mesoporous)氧化矽或氧化鈦，並進一步與一金屬或金屬化合物混合，最後對該混合物進行異相成核。根據另一實施例，擔載金屬氧化物之奈米結構材料的形成步驟亦可為：將含矽或鈦化合物與碳材模版一起進行鍛燒，接著將所得產物與一金屬或金屬化合物混合，並進行第二次鍛燒。此案並提供利用上述奈米結構材料所進行之含磷化合物(例如磷化氫)檢測方法。然而，此前案所合成之感測材料需於較高溫的400℃下進行監測，且對磷化氫之偵測下限僅達100-10 ppb/6小時。
有鑑於此，亟需可即時偵測ppt級氣態微量污染物的感測材料及感測方法。
本發明係提供一種感測材料的製備方法，包括以下步驟：(a)提供一金屬氧化物前驅物之水溶液；(b)混合二氧化鈦奈米管與該金屬氧化物前驅物之水溶液以形成一混合物；(c)以一弱鹼調整該混合物之pH值至中性；(d)將該混合物分散於水中並加熱；及(e)過濾該混合物以留下固體部分，並在持續通氧的環境中鍛燒該固體部分，以形成擔載一金屬氧化物之二氧化鈦奈米管。
本發明亦提供一種感測材料，包括：二氧化鈦(TiO2)奈米管；及金屬氧化物均勻分散且擔載於該二氧化鈦奈米管上，其中該擔載金屬氧化物之二氧化鈦奈米管的比表面積(BET)約為200-400平方公尺/克(m2/g)，且該金屬氧化物之金屬元素相對於鈦元素的原子比例約為10-50%。
本發明更提供一種即時感測方法，包括：提供上述感測材料；導入一待測氣體與該感測材料反應；及以拉曼光譜儀系統或傅立葉紅外線光譜儀系統分析反應結果。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下特舉出本發明之實施例，並配合所附圖式作詳細說明，而在圖式或說明中所使用的相同符號表示相同或類似的部分，且在圖式中，實施例之形狀或是厚度可擴大，並以簡化或是方便標示。再者，圖式中各元件之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖式中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形狀。另外，特定之實施例僅為揭示本發明使用之特定方式，其並非用以限定本發明。
本發明係提供一種感測材料的製備方法，其中感測材料為擔載金屬氧化物之二氧化鈦奈米管(metal oxide loaded titanium dioxide(TiO2) nanotubes)，而金屬氧化物可包括CuO、AgO、Au2O3、Fe2O3、或上述任意組合。本發明提供的感測材料用於偵測待測氣體，其中待測氣體可包括一含磷化合物、砷化氫(AsH3)、乙硼烷(B2H6)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(di(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)、或上述任意組合。上述含磷化合物可包括磷化氫(PH3)、磷酸(H3PO4)、二甲基甲基磷酸酯(dimethyl methylphosphonate,DMMP)、亞磷酸三甲酯(trimethyl phosphate,TMB)、磷酸三甲酯(trimethyl phosphate,TMPO)、或上述任意組合。在本發明實施例中，感測材料主要是以所擔載的金屬氧化物與待測氣體反應的方式來達到感測。
第1圖顯示根據於本發明實施例之感測材料的製備方法流程圖。首先進行步驟10，提供一金屬氧化物前驅物(metal oxide precursor)之水溶液。在步驟10中，可依所欲擔載在二氧化鈦奈米管的金屬氧化物而選擇合適的金屬氧化物前驅物。舉例來說，可使用Cu(NO3)2作為CuO的前驅物。或者，可使用AgNO3作為AgO的前驅物。又或者，可使用Fe(NO3)3作為Fe2O3的前驅物。或者，可使用HAuCl4作為AuO的前驅物。
接著進行步驟20，將二氧化鈦奈米管或其水溶液與金屬氧化物前驅物水溶液混合以形成一混合物，其中二氧化鈦奈米管與金屬氧化物前驅物之混合莫耳數比例約為10:1至1:1，在一些實施例中，可為4:1。此外，於一些實施例中使用具有高比表面積(BET)的二氧化鈦奈米管，例如比表面積約為200-400平方公尺/克(m2/g)的二氧化鈦奈米管，以提高金屬氧化物的擔載重量份，進而提高感測材料的靈敏度。二氧化鈦奈米管的徑長比可約為1:35至1：160，且其合成可使用二氧化鈦結晶粉末為前驅物。在一實施例中，先將二氧化鈦結晶粉末加入鹼液中，再置入高溫反應釜鍛燒，接著進行酸洗及過濾，以完成二氧化鈦奈米管的合成。應可了解的是，上述合成二氧化鈦奈米管的方式僅為舉例，本發明可使用以各種方式合成或市售的二氧化鈦奈米管。
接著進行步驟30，加入一弱鹼於混合物中以調整混合物之pH值至約為中性，例如pH值約為6.5-7.5，或pH值約為7。弱鹼可為各種有機或無機弱鹼，例如Na2CO3、NH3、C6H5NH2、CH3NH2、CH3CH2NH2、或上述任意組合。應注意的是，本發明實施例在步驟30是使用弱鹼來調整混合物的pH值，可避免因強鹼例如氫氧化鈉(NaOH)造成混合物部分區域金屬濃度過高產生聚集，而降低金屬氧化物的擔載量及分散度。
接著進行步驟40，將pH值調整至約為中性的混合物分散於水中並加熱進行水熱離子嵌入，使金屬氧化物均勻分散並擔載於二氧化鈦奈米管表面。應注意的是，發明人發現步驟40中進行水分散再進行水熱離子嵌入，比起直接進行水熱離子嵌入不進行水分散，亦可提高所製備感測材料中金屬氧化物的分散度。在一些實施例中，步驟40中的加熱係為在90-100℃下加熱12-36小時，或為18-24小時。
在步驟40之後進行步驟50，過濾混合物以留下固體部分，固體部分為擔載有金屬氧化物及其前驅物之二氧化鈦奈米管，其中部分金屬氧化物前驅物已轉變成氧化態，也就是金屬氧化物。為使所有的金屬氧化物前驅物可以完全氧化轉變成金屬氧化物，將固體部份置入一持續通氧的加熱爐中鍛燒，以形成擔載一金屬氧化物之二氧化鈦奈米管，此時完成感測材料的製備。通氧的流量可為約5-10升/分鐘，或為5-6升/分鐘。在一些實施例中，可在鍛燒固體部分時持續通入空氣於加熱爐中。在一些實施例中，鍛燒固體部分係在250-350℃下鍛燒約3-9小時，或為3-6小時。應注意的是，發明人發現在步驟50中，比起在不通氧鍛燒的加熱爐中鍛燒固體部分，在持續通氧的加熱爐中鍛燒固體部份將可提高所製備感測材料中金屬氧化物的分散度。
測量製備完成的感測材料的比表面積(BET)，其大抵約為114-165m2/g，或為134-165 m2/g。
在本發明之實施例中，所擔載金屬氧化物之金屬元素相對於鈦元素原子比例約為10-50%，或為20-40%。然而在其他實施例中可能更高或更低。
以下將敘述本發明實施例的感測方法。將待測氣體由待測氣體缸18經質量流量控制器38通入一混合腔體58，且將乾燥壓縮空氣由乾燥壓縮空氣缸28經化學濾網48及質量流量控制器38’通入混合腔體58，使待測氣體及淨化之乾燥壓縮空氣充分混合，以下將稱充分混合之待測氣體及淨化之乾燥壓縮空氣為一混合氣體。將感測材料設置於測試腔體68中，且使感測材料平鋪蓋滿承載平台。將具有一特定待測氣體濃度的混合氣體以一流量從混合腔體58通入測試腔體68中，使混合氣體可均勻貫穿感測材料。將一以光譜儀搭配可連續偵測之光學反射式套組的分析系統78連結至測試腔體68，其中分析系統78會在混合氣體通入期間分析感測材料表面的光吸收特性。在一些實施例中，可使用拉曼光譜儀(Raman spectroscopy)系統搭配可連續偵測之光學反射式套組的分析系統。在其他實施例中，可使用傅立葉紅外線光譜儀(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)系統搭配可連續偵測之光學反射式套組的分析系統。在一些實施例中，光學反射式套組可加熱混合氣體以縮短測試時間。通入測試腔體68的混合氣體流量可約為1-30升/分鐘，例如1升/分鐘、15升/分鐘、或30升/分鐘，而待測氣體的濃度可約為1000 ppb-100 ppt，例如500 ppb、200 ppb、1 ppb、或500 ppt。本發明所提供的感測材料對於待測氣體具有高的攔截效率，例如高於98%的攔截效率，且可偵測到ppt等級的待測氣體。應注意的是，本發明實施例所提供的感測方法的優點之一是可達到即時感測而不需要花費時間等待感測結果。
本發明所提供之感測材料(擔載金屬氧化物之二氧化鈦奈米管)至少具有以下優點：(1)感測材料中所擔載金屬氧化物的分散度及擔載重量高；(2)對於待測氣體具有高捕集率；(3)可偵測達ppt等級的待測氣體；(4)具有光譜感測特性。另外，本發明所提供之感測方法可即時偵測待測氣體，並且可在較低溫下(例如60℃)進行感測。
以下將敘述根據於本發明所提供的感測材料之製備方法及感測方法的各實施例及比較例。
【感測材料的製備方法】
實施例1：擔載氧化銅之二氧化鈦奈米管
(1) 取0.625克二氧化鈦(Degussa P25)加入預先混合之2.5克NaOH及12.5毫升去離子水中，形成一混合物A。
(2) 將步驟(1)之混合物A置入高溫反應釜，在200℃鍛燒24小時。
(3) 在加熱後之混合物A中加入1.3毫升70% HNO3及200毫升去離子水，攪拌24小時，並過濾兩次。
(4) 取0.625克以上述步驟(1)~(3)所製備之二氧化鈦奈米管加入200克的水中形成混合物B，以及取0.156克的Cu(NO3)2粉末加入10克的水中形成水溶液C。
(5) 混合上述混合物B與水溶液C以形成混合物D，並於40℃下攪拌混合物D三分鐘。
(6) 將1M的Na2CO3溶液加入攪拌後之混合物D調整其pH值至7.0。
(7) 將步驟(6)中pH值約為中性的混合物D分散至100克的水中，並於100℃下加熱24小時。
(8) 過濾乾燥步驟(7)中加熱後的混合物D，以留下固體部分E。
(9) 在持續通入流量為5升/分鐘的空氣的環境中鍛燒固體部分E以形成擔載氧化銅之二氧化鈦奈米管，其中所通入之空氣為先以化學濾網(chemical filters)過濾的乾燥壓縮空氣(dry compressed air)。
對於上述步驟(1)~(9)所製備之感測材料進行比表面積(BET)的測量，結果顯示其比表面積約為165 m2/g。以穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscopy,TEM)搭配能量分散光譜儀(energy dispersive x-ray spectroscopy,EDX)測量實施例1所製備感測材料中所擔載氧化銅的銅元素擔載重量，得到銅元素相對於鈦元素之原子比例約為21%。
比較例1：擔載氧化銅之二氧化鈦奈米管
如實施例1所述之製備方法，其中將步驟(4)取0.156克的Cu(NO3)2粉末置換成0.031克的Cu(NO3)2粉末。以穿透式電子顯微鏡(TEM)搭配能量分散光譜儀(EDX)測量比較例1所製備感測材料中銅元素相對於鈦元素之原子比例，結果約為5%。
比較例2：以強鹼(NaOH)調整pH值
如實施例1所述之製備方法，其中將步驟(6)之1M的Na2CO3溶液置換成0.6M的NaOH溶液。
比較例3：未分散至100克水中
如實施例1所述之製備方法，其中省略步驟(7)之分散至100克的水中，而直接進行加熱。
比較例4：在未通入空氣的環境中鍛燒固體部分E
如實施例1所述之製備方法，其中鍛燒固體部分E時不通入空氣。
比較例2~4所製備之感測材料中銅元素相對於鈦元素的原子比例約為21%。
以X光繞射(X-ray diffraction,XRD)分析依實施例1及比較例2~4所製備之感測材料的分散度，結果如第3a、3b圖所示。第3a圖中顯示實施例1之感測材料的XRD光譜，而第3b圖中顯示比較例2~4之感測材料的XRD光譜。如果所擔載的氧化銅的分散度較好，銅的結晶度會較低，造成XRD光譜中較小的峰，然而如果分散度不佳，銅的結晶度會較高，造成XRD光譜中較大的峰。由第3a、3b圖可見實施例1之感測材料的銅訊號的峰極小，表示所製備的感測材料所使用的條件可使其中擔載的氧化銅具有良好的分散度，而比較例2(強鹼滴定)、比較例3(未進行水分散)、比較例4(未通空氣)之感測材料的銅訊號的峰明顯比實施例1大，表示氧化銅分散度較差。
實施例2：擔載氧化銀之二氧化鈦奈米管
如實施例1所述之製備方法，其中將步驟(4)中取0.156克的Cu(NO3)2粉末加入10克的水中改為取0.156克的AgNO3粉末加入10克的水中以製備感測材料。
對所製備之感測材料進行比表面積(BET)的測量，結果顯示其比表面積約為110-160 m2/g。以穿透式電子顯微鏡(TEM)搭配能量分散光譜儀(EDX)測量實施例2所製備感測材料中所擔載氧化銀的銀元素擔載重量，得到銀元素相對於鈦元素之原子比例約為23.2%。
實施例3：擔載氧化鐵(Fe
2
O
3
)之二氧化鈦奈米管
如實施例1所述之製備方法，其中將步驟(4)中取0.156克的Cu(NO3)2粉末加入10克的水中改為取0.156克的Fe(NO3)3粉末加入10克的水中以製備感測材料。
對所製備之感測材料進行比表面積(BET)的測量，結果顯示其比表面積約為105-165 m2/g。以穿透式電子顯微鏡(TEM)搭配能量分散光譜儀(EDX)測量實施例3所製備感測材料中所擔載氧化鐵的鐵元素擔載重量，得到鐵元素相對於鈦元素之原子比例約為16.3%。
實施例4：擔載氧化銅(CuO)及氧化鐵(Fe
2
O
3
)之二氧化
鈦奈米管
如實施例1所述之製備方法，其中將步驟(4)中取0.156克的Cu(NO3)2粉末加入10克的水中改為取0.140克的Cu(NO3)2粉末和0.0156克的Fe(NO3)3粉末加入10克的水中以製備感測材料。
對所製備之感測材料進行比表面積(BET)的測量，結果顯示其比表面積約為105-165 m2/g。以穿透式電子顯微鏡(TEM)搭配能量分散光譜儀(EDX)測量實施例4所製備感測材料中所擔載氧化銅的銅元素及氧化鐵的鐵元素擔載重量，得到銅元素及鐵元素相對於鈦元素之原子比例分別約為19%及1.5%。
實施例5：擔載氧化金(AuO)之二氧化鈦奈米管
如實施例1所述之製備方法，其中將金屬前驅物替換成HAuCl4以製備感測材料。
對所製備之感測材料進行比表面積(BET)的測量，結果顯示其比表面積約為105-165 m2/g。以穿透式電子顯微鏡(TEM)搭配能量分散光譜儀(EDX)測量實施例5所製備感測材料中所擔載氧化金的金元素擔載重量，得到金元素相對於鈦元素之原子比例約為11.6%。
【待測氣體的感測方法】
提供如第2圖所示之感測系統，將待測氣體由待測氣體缸18經質量流量控制器38通入一混合腔體58，且將乾燥壓縮空氣由乾燥壓縮空氣缸28經化學濾網48及質量流量控制器38’通入混合腔體58，使待測氣體及淨化之乾燥壓縮空氣充分混合形成一混合氣體。將本發明實施例及/或比較例所製備之感測材料設置於測試腔體68中，且使感測材料平鋪蓋滿承載平台。將具有一特定待測氣體濃度的混合氣體以一流量從混合腔體58通入測試腔體68中，使混合氣體可均勻貫穿感測材料。使用一以光譜儀搭配可連續偵測之光學反射式套組的分析系統以分析混合氣體通入期間感測材料表面的光吸收特性。
為確保本發明實施例所提供感測材料對於待測氣體有高的攔截效率，將一Drager氣體偵測器(Drager sensor hydrude)連接至測試腔體。在設置有實施例1之感測材料的測試腔體中通入流速為1升/分鐘的混合氣體，其中待測氣體(在此為PH3)濃度為500 ppb，並以Drager氣體偵測器偵測由測試腔體通出的後端氣體中待測氣體的濃度，結果低於Dragon氣體偵測器所能偵測到的下限(10 ppb)，由此證明本發明實施例所提供感測材料對於待測氣體具有高於98%的欄截效率。
實施例6
在實施例6中，使用實施例2所製備之感測材料，及以磷化氫為待測氣體，其中混合氣體流量為1升/分鐘，磷化氫濃度為500 ppb，並使用拉曼光譜儀(Raman spectroscopy)搭配一光學反射式套組在通入混合氣體期間分析感測材料表面的光吸收特性。在本實施例中，若通入測試腔體的磷化氫與感測材料反應形成P-O鍵結，P-O鍵結可被拉曼光譜儀偵測到。第4圖顯示所得之拉曼光譜圖，由第4圖可知在波長956±2 cm-1有顯著之特徵峰，此特徵峰可作為含磷化合物(如PH3)之定性與定量。
實施例7
同實施例6，但以傅立葉紅外線光譜儀系統(FTIR)替換拉曼光譜儀。本實施例在不同的參數條件下測量FTIR光譜。表2顯示所使用不同的參數條件，而第5~10圖顯示所得之光譜，其特徵峰明確易於分析判讀。因此，本實施例可測得濃度在ppt等級的磷化氫氣體。
比較例5
同實施例7，但連續20或24小時通入混合氣體於混合腔體中進行感測，並在特定時間點量測感測材料的FTIR光譜。表3顯示所使用不同的參數條件，而第11~13圖顯示所得之光譜，由這些隨時間變化之FTIR光譜可知，在900~1200cm-1之間的吸收強度有顯著的變化。表4更顯示第13圖所示光譜的訊雜比(signal-to-noise ratio,S/N)，由持續增加的訊雜比可知感測材料持續地吸收待測氣體。
比較例6
同比較例5，但將感測材料置換成比較例1製備之感測材料、將連續通入混合氣體的時間改為連續4小時、並將待測氣體(PH3)的濃度改為100 ppb。所得FTIR光譜如第14圖所示。在連續通入混合氣體4個小時後，相較於可測得ppt等級濃度待測氣體的比較例5，比較例6甚至連100 ppb濃度的待測氣體都無法測得(S/N<1)。由此證明本發明所製備出具有較高的CuO擔載度(銅元素相對於鈦元素之原子比例約為21%)的感測材料為可偵測至ppt等級濃度待測氣體的因素之一。
綜上所述，本發明所提供的感測材料可使所擔載的金屬氧化物具有高擔載重量及高分散度，而感測材料對待測氣體更有高的捕集率，更重要的是，感測材料可偵測至ppt等級濃度的待測氣體。另外，本發明所提供運用上述感測材料的感測方法可達到即時偵測待測氣體。因此本發明可克服先前技術中無法偵測至ppt等級及無法即時偵測等問題。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、20、30、40、50、60．．．步驟
18．．．待測氣體缸
28．．．乾燥壓縮空氣缸
38、38’．．．質量流量控制器
48．．．化學濾網
58．．．混合腔體
68．．．測試腔體
78．．．分析系統
第1圖顯示根據於本發明實施例之感測材料的製備方法流程圖。
第2圖顯示根據於本發明實施例的感測系統。
第3a、3b圖係為本發明實施例1及比較例2~4所製備之不同感測材料的X光繞射光譜。
第4圖係為本發明實施例6的拉曼光譜。
第5~10圖係為本發明實施例7中根據於本發明實施例之不同感測材料在不同參數條件下所得的傅立葉紅外線(FT-IR)光譜。
第11~13圖係為本發明比較例5在不同待測氣體(PH3)濃度下所得之傅立葉紅外線(FT-IR)光譜。
第14圖係為本發明比較例6的傅立葉紅外線(FT-IR)光譜。
18．．．待測氣體缸
28．．．乾燥壓縮空氣缸
38、38’．．．質量流量控制器
48．．．化學濾網
58．．．混合腔體
68．．．測試腔體
78．．．分析系統
Claims (16)
- 一種感測材料的製備方法，包括以下步驟：(a)提供一金屬氧化物前驅物之水溶液；(b)混合二氧化鈦奈米管與該金屬氧化物前驅物之水溶液以形成一混合物；(c)以一弱鹼調整該混合物之pH值至中性；(d)將該混合物分散於水中並加熱；及(e)過濾該混合物以留下固體部分，並在持續通氧的環境中鍛燒該固體部分，以形成擔載一金屬氧化物之二氧化鈦奈米管。
- 如申請專利範圍第1項所述之感測材料的製備方法，其中該金屬氧化物前驅物包括Cu(NO3)2、HAuCl4、AgNO3、Fe(NO3)3、或上述任意組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之感測材料的製備方法，其中該金屬氧化物為CuO、AgO、Au2O3、Fe2O3、或上述任意組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之感測材料的製備方法，其中該二氧化鈦奈米管與該金屬氧化物前驅物之混合莫耳數比例約為10:1至1:1。
- 如申請專利範圍第1項所述之感測材料的製備方法，其中該弱鹼包括Na2CO3、NH3、C6H5NH2、CH3NH2、CH3CH2NH2、或上述任意組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之感測材料的製備方法，其中步驟(d)係在90-100℃下加熱12-36小時。
- 如申請專利範圍第1項所述之感測材料的製備方法，其中步驟(e)包括通入空氣。
- 如申請專利範圍第1項所述之感測材料的製備方法，其中步驟(e)係在250-350℃下鍛燒約3-9小時。
- 一種感測材料，包括：二氧化鈦(TiO2)奈米管；及金屬氧化物均勻分散且擔載於該二氧化鈦奈米管上，其中該擔載金屬氧化物之二氧化鈦奈米管的比表面積(BET)約為200-400平方公尺/克(m2/g)，且該金屬氧化物之金屬元素相對於鈦元素的原子比例約為10-50%。
- 如申請專利範圍第9項所述之感測材料，該金屬氧化物為CuO、AgO、Au2O3、Fe2O3或上述任意組合。
- 一種即時感測方法，包括：提供如申請專利範圍第10項所述之感測材料；導入一待測氣體與該感測材料反應；及以拉曼光譜儀系統或傅立葉紅外線光譜儀系統分析反應結果。
- 如申請專利範圍第11項所述之即時感測方法，該待測氣體之濃度約為1000 ppb-100 ppt。
- 如申請專利範圍第11項所述之即時感測方法，該待測氣體之流量約為1-30升/分鐘。
- 如申請專利範圍第11項所述之即時感測方法，該感測方法用以感測該待測氣體內的一含磷化合物，包括磷化氫(PH3)、磷酸(H3PO4)、二甲基甲基磷酸酯(dimethyl methylphosphonate,DMMP)、亞磷酸三甲酯(trimethyl phosphate,TMB)、磷酸三甲酯(trimethyl phosphate,TMPO)、或上述任意組合。
- 如申請專利範圍第11項所述之即時感測方法，該感測方法用以檢測該待測氣體內的砷化氫(AsH3)、乙硼烷(B2H6)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(di(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)、或上述任意組合。
- 如申請專利範圍第11項所述之即時感測方法，更包括將一具加熱功能的光學反射式套件與拉曼光譜儀系統或傅立葉紅外線光譜儀系統連結。
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