[发明专利]一种Ru-WO3纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及气体传感器敏感材料技术领域，具体公开一种Ru‑WO3纳米材料及其制备方法和应用。所述Ru‑WO₃纳米材料具体是将Ru纳米粒子均匀负载于WO₃纳米粒子表面得到的长度为150‑160nm、宽度为150‑160nm、厚度为25‑30nm的片状晶体。本发明的Ru‑WO₃纳米材料，具有较高的比表面积和催化活性，且通过Ru修饰WO₃纳米粒子得到的特定片状晶体结构，对二甲苯气体有着响应速度快、响应值高、敏感性高的优良特性。

技术领域

本发明涉及气体传感器敏感材料技术领域，尤其涉及一种Ru-WO3纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

近几十年来，随着经济和工业化的迅速发展，有机挥发性化合物如苯、甲苯、二甲苯、甲醛、丙酮的排放已经引起了人们的广泛关注。二甲苯作为一种有毒气体污染物，在工业生产领域被广泛使用和释放，包括作为化学中间体合成聚酯、油漆、橡胶和皮革工业中的溶剂，同时，在汽油、香烟、烟雾、建筑和装饰材料等中也被广泛使用。二甲苯气体的排放会造成空气污染并且危害人体健康，长期接触14ppm二甲苯和短期吸入低至50ppm的二甲苯会损害人体呼吸系统、中枢神经系统、肝脏、肾脏、眼睛和皮肤。因此，有效检测环境中二甲苯气体的含量也是至关重要的。

在各类气体传感器中，金属氧化物半导体型气体传感器因其具有高灵敏度、选择性好、响应恢复快、成本较低与携带方便等优点，成为目前应用最为广泛的气体传感器之一。金属氧化物半导体气体传感器可以利用敏感材料直接吸附待测气体，使得材料的电学性质等特征发生变化，通过检测外围电路对敏感元件的输出信号变化而检测待测气体的浓度。但气体传感器中的金属氧化物半导体敏感材料的制备方法复杂、对贵金属的利用率低、制备成本高、对检测气体的敏感性低等问题，限制了金属氧化物半导体型气体传感器的应用领域。

发明内容

针对现有气体传感器上的敏感材料的制备方法复杂、对贵金属的利用率低、制备成本高、对检测气体的敏感性低的问题，本发明提供一种Ru-WO₃纳米材料及其制备方法和应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种Ru-WO₃纳米材料，其是将Ru纳米粒子均匀负载于WO₃纳米粒子表面得到的长度为150-160nm、宽度为150-160nm、厚度为25-30nm的片状晶体。

相对于现有技术，本发明提供的Ru-WO₃纳米材料，具有较高的比表面积和催化活性，且通过Ru修饰WO₃纳米粒子得到的特定结构的片状晶体，对二甲苯气体有着响应速度快、响应值高、敏感性高的优良特性。

本发明还提供所述Ru-WO₃纳米材料的制备方法，该制备方法，至少包括以下步骤：

a、采用水热法制备得到片状WO₃纳米粒子；

b、将片状WO₃纳米粒子溶于乙二醇中，加入RuCl₃，混合均匀，140-160℃下加热反应3-6h，收集沉淀，干燥，得到Ru-WO₃纳米材料。

相对于现有技术，本发明提供的Ru-WO₃纳米材料的制备方法，通过将片状WO₃纳米粒子溶于乙二醇中后，再加入RuCl₃，在特定温度下反应，可形成负载Ru的WO₃片状晶体，该片状晶体结构大小均匀，Ru均匀修饰在片状晶体结构表面，具有较高的气体催化活性，尤其对二甲苯的响应敏感性可达到100ppm以下，且制备方法简单、成本低廉、制备效率高，可大批量生产。