[发明专利]一种CuO/Cu2

说明书

本发明涉及气敏材料领域，旨在提供一种CuO/Cu₂O‑La₂O₃多相复合溶胶的气敏材料涂层的制备方法。包括：将纳米CuO溶胶和纳米Cu₂O溶胶在60～120℃下反应后，加入受限空间分子；混合均匀后滴加纳米La₂O₃溶胶，在25～50℃下进行溶胶化反应，获得CuO/Cu₂O‑La₂O₃多相复合溶胶；以离心雾化法对金属氧化物气敏元件进行喷涂操作，获得气敏材料涂层。本发明采用纳米溶胶粒子以及稀土氧化物作为改性组元，利用纳米活性效应和稀土独特的理化特性，在受限空间分子结构中制备出高分散型多相复合纳米溶胶，解决了传统纳米溶胶的易团聚问题。采用离心雾化法镀膜技术可实现高质量、均匀化的多相复合纳米膜层的可控制备，能有效提升材料对NO_x气体的灵敏度、响应‑恢复特性。

技术领域

本发明涉及气敏材料领域，具体涉及一种CuO/Cu₂O-La₂O₃多相复合溶胶的气敏材料涂层的制备方法。

背景技术

大气污染严重威胁人类的健康与生存，金属氧化物气敏元件因其设备简单、体积小、响应快、灵敏度高、成本低等优点，成为检测大气中有害气体的有效手段。而作为气敏元件的核心，气敏材料决定着气敏元件的检测和使用性能。常规的金属氧化物气敏材料有较早发现的SnO₂、ZnO、α-氧化铁以及γ氧化铁等。但传统单一组元的气敏材料在检测气体种类及灵敏度上存在一定的局限性，比如灵敏度低、选择性不够高等，所以一些研究学者则通过掺杂微量元素比如稀土元素、添加不同氧化物等来提高气敏材料的检测灵敏度等特性。

纳米材料因其具有高比表面积、高化学活性位点等纳米效应而在气敏材料的高灵敏度应用上存在一定优势。材料粒子的颗粒尺寸越小，参与气敏反应的数量和能量也就越大，其表现出来的气敏特性也就越显著。因此，精确控制气敏材料的成分组成、微观形貌、晶粒粒径、结晶度、掺杂组元等化学性质将有助于制备出灵敏度、选择性、稳定性及响应恢复特性等评价指标优异的气敏元件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种CuO/Cu₂O-La₂O₃多相复合溶胶的气敏材料涂层的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种CuO/Cu₂O-La₂O₃多相复合溶胶的气敏材料涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照CuO与Cu₂O的摩尔比为1∶1取纳米CuO溶胶和纳米Cu₂O溶胶，一并加入反应釜中，在60～120℃条件下反应4～18h；

(2)将反应产物导入圆底烧瓶，在搅拌条件下加入受限空间分子；待充分混合均匀后，逐滴加入纳米La₂O₃溶胶；然后在25～50℃条件下进行溶胶化反应8～14h，最终获得CuO/Cu₂O-La₂O₃多相复合溶胶；

所述受限空间分子占CuO、Cu₂O和La₂O₃溶胶总固含量的摩尔百分比为1～3％，纳米La₂O₃溶胶中La₂O₃占CuO、Cu₂O和La₂O₃溶胶总固含量的摩尔百分比为9～22％；