[发明专利]一种二硫化钼/氢氧化铟复合气敏传感材料及制备方法和应用

说明书

一种二硫化钼/氢氧化铟复合气敏传感材料及制备方法和应用，涉及一种气敏传感材料及制备方法和应用。本发明为了解决现有的检测NO_x的敏感材料存在工作温度需求高、灵敏度低、选择性差、恢复时间长的问题。该复合气敏传感材料由MoS₂和铟盐制成。制备方法：一、称取原料；二、将称取原料溶解得到混合液；三、混合液水热反应；四、洗涤固体产物；五、制备MoS₂悬浮液；六、制备反应液；七、反应液水热合成反应；八、将固体产物依次进行洗涤干燥。该复合气敏传感材料作为敏感材料在制备气敏元件中的应用；该复合气敏传感材料具有高的灵敏度、突出的选择性、低成本。本发明适用于制备气敏传感材料和气敏元件中的应用。

技术领域

本发明涉及一种气敏传感材料及制备方法和应用。

背景技术

随着科学技术的发展与进步，可持续性发展的重要性已越为突出，在人们日常生活中，对环境中有毒有害气体的监测备受关注。空气中常见的有毒有害气体如NO_x、H₂S、SO₂、NH₃、CO等，其中NO_x是大气中的主要气态污染物之一。NO_x是环境污染的来源，NO_x能够造成酸雨和光化学烟雾，对人类造成严重的疾病，特别是NO_x易于与人血液中的血红蛋白结合，也刺激肺，造成很多严重的疾病。已经探索了大量的NO_x气体传感器，如SnO₂，ZnO，TiO₂，In₂O₃和导电聚合物。在某种程度上，这些气体传感器可以很好地检测NO_x，但是它们需要较高的工作温度，灵敏度低，选择性差。因此，迫切需要开发一种具有高灵敏度、良好选择性、快速响应和恢复时间并可在室温下使用的NO_x气体传感器。

二硫化钼由于其独特的电子特性,二维层状结构和比较大的比表面积等原因，导致其表面很容易吸附气体分子,是很好的气敏传感材料。传统的金属氧化物传感器对工作环境要求比较奇刻，因为它们对氧化性和还原性气体十分敏感,而且工作温度较高，对于现已报道的MoS₂气体传感器也存在很多问题，如：文献报道了MoS₂/石墨烯混合气凝胶检测NO₂，该传感器对NO₂气体的检测结果显示在工作温度为200℃时较为灵敏，因此MoS₂/石墨烯混合气凝胶传感器工作温度偏高，在室温下无法检测，其灵敏度几乎为零，不利于实际应用。目前，二硫化钼基半导体气敏传感器的研究已经取得了一定的成果，但仍存在着一些问题，如在室温下灵敏度低、响应时间和恢复时间慢、选择性差等问题。如硫化钼与贵金属复合制备的传感器虽然提高了灵敏度，但是却大大增加了成本。单一的二硫化钼制备的传感器对100ppm的NOx的灵敏度为1.83，响应时间为7s，恢复时间为6s；且对氮氧化物和氨气没有很好的选择性。

发明内容

本发明为了解决现有的检测NO_x的敏感材料存在工作温度需求高、灵敏度低、选择性差、恢复时间长的问题，提出了一种二硫化钼/氢氧化铟复合气敏传感材料及制备方法和应用；

本发明二硫化钼/氢氧化铟复合气敏传感材料由MoS₂和铟盐制成；

所述MoS₂与铟盐的摩尔比为(1～4):(0.5～3)；所述二硫化钼/氢氧化铟复合气敏传感材料中氢氧化铟的粒径为5～10nm；

所述二硫化钼/氢氧化铟复合气敏传感材料形貌为三维的花瓣状；

上述二硫化钼/氢氧化铟复合气敏传感材料的制备方法按以下步骤进行：