[发明专利]一种室温检测NO2

说明书

本发明涉及一种室温检测NO₂的气敏材料及其制备方法。本发明中所涉及的气敏材料是一种具有中空结构的In₂O₃/ZnO核壳纳米纤维。一方面，该气敏材料的中空结构有利于气体分子的扩散，大大增加了气体分子吸附能力和气敏反应的活性位点；另一方面，一维In₂O₃/ZnO异质结构的构筑能够提高光生载流子的分离效率，从而使其在紫外光照射下能够实现对NO₂气体的室温快速检测。利用这种气敏材料制作的气敏元件，对NO₂的检测灵敏度高，且响应恢复速度快。

技术领域

本发明涉及一种In₂O₃/ZnO气敏材料，利用紫外光照射In₂O₃/ZnO 材料可以使其在室温下对NO₂实现快速高灵敏检测；具体涉及一种室温检测NO₂的气敏材料及其制备方法。

背景技术

随着现代科技的飞速发展，现代工农业的生产水平也随之快速进步，人们的物质生活水平也在逐步提高，但环境污染正在变成一个影响人们正常生活的日益严重的问题。近年来，由于有毒、有害、易燃易爆气体的不当排放、泄露，造成了大量的中毒、爆炸以及火灾等事故。二氧化氮是目前最危险的空气污染物之一，它在臭氧和酸雨的形成过程中起主要作用，持续或经常暴露于二氧化氮浓度超过3ppm可能会增加急性呼吸道疾病患儿的发病率。因此，为了降低其对人类的影响，对NO₂气体进行定性、定量的分析检测和实时监控已成为工业生产和日常生活中必不可少的一部分。

半导体氧化物气体传感器具有灵敏度高、工作稳定性好、制造成本低、元件功耗小等特点，而被广泛应用于检测有毒有害气体、易燃易爆气体等，是目前实用价值较高的一类气体传感器。SnO₂、In₂O₃、 ZnO和WO₃等半导体金属氧化物是该类气体传感器所使用的核心敏感材料，其性质好坏关乎传感的性能高低。研究表明，In₂O₃敏感材料可实现对NO₂气体较灵敏的特异性检测。然而在实际应用当中， In₂O₃在检测NO₂过程中仍存在工作温度高，响应恢复速度慢等关键问题，直接影响了传感器的测量结果和应用范围。考虑到传感器目前尚存的上述本质安全和即时检测能力等问题，我们设计了一种新型的 In₂O₃/ZnO核壳纳米纤维材料，并借助其优异的光电性能，使其在紫外光照射下，实现了对NO₂气体的室温下快速检测。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种室温检测NO₂的气敏材料及气敏材料的制备方法。，一方面，该气敏材料的中空结构有利于气体分子的扩散，大大增加了气体分子吸附能力和气敏反应的活性位点；另一方面，一维In₂O₃/ZnO异质结构的构筑能够提高光生载流子的分离效率，从而使其在紫外光照射下能够实现对NO₂气体的室温快速检测。利用这种材料制作的气敏元件，对NO₂的检测灵敏度高，且响应恢复速度快。

(二)技术方案

本发明的一种室温检测NO₂的气敏材料，是具有一维中空结构的In₂O₃/ZnO核壳纳米纤维。

其中，所述一维中空结构的In₂O₃/ZnO核壳纳米纤维径约为 50-500nm。

本发明的一种室温检测NO₂的气敏材料的制备方法，有以下步骤：