[发明专利]四氧化三钴/五氧化二钽纳米异质结构空心球、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种四氧化三钴/五氧化二钽的纳米异质结构空心球的制备方法，其特征在于，空心球的球壳由五氧化二钽纳米颗粒构成，四氧化三钴纳米颗粒附着在球壳表面，四氧化三钴和五氧化二钽在球壳表面形成异质结，所述钽原子与钴原子的摩尔比为1:1～5:1，纳米颗粒大小为2到10nm，空心球直径在80~500nm；其制备方法包括如下步骤：

(1)配置吸附溶液：将含钽的金属盐溶液溶于溶剂中，配置成钽金属离子摩尔浓度为0.001~10M的吸附溶液，所述的金属盐为含钽的醋酸盐，氯化盐，硝酸盐，硫酸盐或酯盐，所述的溶剂为去离子水、乙醇、甲醇、乙二醇或甲酰胺；

(2)吸附：将表面具有羧基和羟基的球状模板浸入步骤(1)的吸附溶液中，使其含量为1g/L~100g/L，超声使球状模板充分分散，搅拌吸附2~48h，所述的球状模板为碳球，PS球，或SiO₂球；

(3)配置吸附溶液：将含钴的金属盐溶液溶于溶剂中，配置成金属离子摩尔浓度为0.001~10M的吸附溶液，所述的金属盐为含钴的醋酸盐，氯化盐，硝酸盐，硫酸盐或酯盐，所述的溶剂为去离子水、乙醇、甲醇、乙二醇或甲酰胺；

(4)吸附：将步骤(2)后的球状模板浸入(3)的吸附溶液中，使其含量为1g/L~100g/L，超声使球状模板充分分散，搅拌吸附2~48h；

(5)除模板：将步骤(4)中干燥后的碳球或PS球在300~800^oC下空气中热处理3~48h去除碳球或者PS球模板，获得空心球壳体；或将步骤(4)中干燥后的SiO₂球在300~800^oC下空气中热处理3~48h后，再在20~100^oC下浸入浓度为1~20M的NaOH溶液中保持0.5~24h去除SiO₂球模板获得空心球壳体；

(6)退火：将步骤(5)制得的空心球体置于400~800^oC下在空气中退火2~20h，获得四氧化三钴/五氧化二钽的纳米异质结构空心球。

2.根据权利要求1所述的四氧化三钴/五氧化二钽的纳米异质结构空心球的制备方法，其特征在于，所述空心球中钽原子与钴原子的摩尔比为3.5:1。

3.一种如权利要求1所述的四氧化三钴/五氧化二钽的纳米异质结构空心球的制备方法，其特征在于，该方法制得的空心球用于在室温下检测乙醇。

4.一种气体传感器，其特征在于：所述的气体传感器包含衬底和权利要求1所述的方法制得的四氧化三钴/五氧化二钽纳米异质结构空心球，所述的衬底为绝缘材料，所述的四氧化三钴/五氧化二钽纳米异质结构空心球涂覆于所述衬底上。

5.一种乙醇检测装置，其特征在于，包含如权利要求4所述的气体传感器。