[发明专利]对NOX

说明书

本发明提出一种对NO_X具有高选择性的PPy/SnO₂纳米管复合气敏材料，解决了现有技术中气敏材料在低温工作范围内对NO_X选择性差，且灵敏度较低的问题。本发明是按照下述方式制备的：（1）配置SnO₂纳米纤维的前驱体溶液；（2）静电纺丝制备PVP复合纳米纤维；（3）煅烧制备SnO₂纳米管纤维；（4）制备PPy/SnO₂纳米管复合材料。本发明获得的气敏材料对NO_X的灵敏度是普通SnO₂的三倍，而对H₂S、NH₃、丙酮、无水乙醇的灵敏度没有增大甚至有明显的减小，提高了对NO_X的选择性，非常适宜做NO_X气敏元件。

技术领域

本发明涉及一种气敏材料，具体涉及一种对NO_x具有选择性的气敏材料。

背景技术

随着工业化的快速发展，NO、NO₂等氮氧化合物（NO_X）的污染问题日益突出，NO_X均具有毒性，且酸雨、富营养化以及平流层臭氧层漏洞等也都与 NO_x气体有关。同时NO结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强，更容易造成人体缺氧，NO在空气中很容易被氧化成NO₂，而NO₂对呼吸道具有强烈的刺激作用，严重时会造成肺损害甚至肺水肿，因此对NO_X气体的实时监测已刻不容缓。

目前测定NO_x的方法主要采用离子色谱法、气相色谱法等，这些方法需要昂贵的仪器设备，采样分析需要耗费较长的时间，难以实现对NO_X的现场连续监测。氧化物半导体气敏传感器因具有结构简单、价格便宜、使用方便以及易实现微型化等一系列优点而得到了迅速发展，然而氧化物半导体同时也存在输出特性易受温度影响而漂移、工作温度高、选择性差等缺点。导电聚合物气敏材料可以沉积在各种基片上，并且可以通过选择不同的大分子链结构，并对其进行改性，从而获得不同的化学敏感性能，提高其对气体响应的灵敏度和选择性，最重要的是它可以在室温下工作，但导电聚合物气敏膜也存在着易受环境温湿度影响、长期稳定性较差和选择性差等缺点。将有机高分子导电聚合物和纳米半导体金属氧化物结合形成的有机/无机半导体复合材料，综合了导电聚合物和氧化物半导体的各自优点，在气敏方面赋予了材料许多优异的性能，可以大幅提高对NO_x气体的低温探测能力。同时，将气敏材料制成一维纳米管结构，可以获得大的比表面积，更有利于提高材料的气敏性能。

发明内容

本发明提出一种对NO_X具有高选择性的PPy/SnO₂纳米管复合气敏材料，解决了现有技术中气敏材料在低温工作范围内对NO_X选择性差，且灵敏度较低的问题。

一种对NO_X具有高选择性的PPy/SnO₂纳米管复合气敏材料，是按照下述方式制备的：

（1）配置SnO₂纳米纤维的前驱体溶液：将0.7-1.2g的PVP加入到8-13ml的无水乙醇中搅拌1-3h得到溶液A，将0.6-1.2 g的SnCl₂•2H₂O加入到3-8ml的DMF中搅拌1-2h得到溶液B，然后将A溶液倒入B溶液中，并搅拌2-4h得到透明的前驱体溶液；

（2）静电纺丝制备PVP复合纳米纤维：将步骤（1）中的前驱体溶液装入注射器中，采用静电纺丝技术进行纺丝得到PVP复合纳米纤维；