[发明专利]一种用于检测甲醛气体的分等级结构二氧化锡气敏材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于检测甲醛气体的分等级结构二氧化锡气敏材料的制备方法，称取锡源加入容器中，加入溶剂和PVP搅拌，使其呈透明状粘性液体；将透明状粘性液体收集入注射器中，放入静电纺丝机中，待纺丝完成后，将所收集到的样品进行煅烧，获得氧化锡空心纳米纤维；配制SnCl₂溶液，对上述氧化锡空心纳米纤维进行浸渍，煅烧使其表面均匀负载氧化锡晶种；将柠檬酸三钠加入乙醇和水形成的混合溶液中，然后再将SnCl₂·2H₂O加入上述混合溶液中，加入表面含有晶种的SnO₂纳米纤维，进行水热反应，待反应结束后，取出沉淀、干燥、煅烧，获得气敏材料。本发明所制得的气敏元件具有对甲醛气体灵敏度较高，对干扰气体选择性好的优点。

技术领域

本发明属于半导体纳米材料领域，涉及一种气敏材料，具体来说是一种用于甲醛气体检测的气敏材料、气敏元件及其制备方法。

背景技术

甲醛作为一种重要的有机化工原料，在现实生活中被广泛应用于各个方面，比如石油化工，建筑材料以及装饰材料等等。作为一种有刺激性气味且有毒的挥发性气体，甲醛是室内空气污染的主要气体之一，它主要存在于房屋的装修材料，各种家具等等。甲醛对于人体的身体健康有着非常大的危害。尤其是对于人体的黏膜和皮肤有着强烈的刺激性作用，容易导致身体产生不适的感觉，如果长期接触于高浓度的甲醛气体环境下，也会导致人体里的各种器官出现不同程度的受损，比如呼吸道无法进行正常工作，失明，免疫系统紊乱，肾功能衰竭以及神经系统受损等等。并且根据国际癌症研究机构确认，甲醛对于人体的危害已经由“可能致癌”转变成“致癌物”。鉴于甲醛对于人体产生如此大的危害，对于甲醛气体的实时监测与防护已经越来越受到人们的重视。

现如今，随着人们生活水平的提高，人们对于室内空气质量的要求越来越高。然而市场上所出现了各式各样的甲醛气体传感器依旧很难满足人们的要求，这些传感器依旧存在许多不足的地方。比如说无法检测低浓度的甲醛气体，选择性较差，工作温度过高而导致能耗过高，稳定性不够好等等。因此，开发出一种具有低成本，选择性较好，具有低甲醛浓度气体检测性能以及稳定性好的的传感器已经成为科研工作者的目标，这对于人类保持高质量生活有着重要的意义。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种用于甲醛气体检测的气敏材料、气敏元件及其制备方法，所述的这种用于甲醛气体检测的气敏材料、气敏元件及其制备方法要解决现有技术中的传感器无法检测低浓度的甲醛气体、选择性较差、工作温度过高而导致能耗过高、稳定性不够好的技术问题。

本发明提供了一种用于检测甲醛气体的分等级结构二氧化锡气敏材料的制备方法，包括如下步骤：

1)称取锡源加入一个容器中，再加入溶剂，所述的溶剂为DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、乙醇或者水中的任意一种或者两种以上组合，置于磁力搅拌器上搅拌，待溶液呈澄清透明状后加入PVP(聚乙烯吡咯烷酮)并继续搅拌，使其呈透明状粘性液体；所述的锡源、溶剂、PVP的质量比为1～5:10～15:1，将透明状粘性液体收集入注射器中，将配置好的注射器放入静电纺丝机中，纺丝过程相关参数设定为：纺丝机内温度为40℃～50℃、相对湿度为10％-50％、极板与针尖电压为16-20kV、极板与针尖距离16-20cm，待纺丝完成后，将所收集到的样品进行煅烧，获得氧化锡空心纳米纤维；

2)配制SnCl₂溶液，所述的SnCl₂溶液的浓度为0.05～0.1g/mL，采用等体积浸渍法对步骤1)所述的氧化锡空心纳米纤维进行浸渍，6-12h后干燥，通过煅烧的方式使其表面均匀负载氧化锡晶种，煅烧温度为200-300℃；