[发明专利]一种Ag掺杂的SnO2

说明书

本发明公开了一种Ag掺杂的SnO₂气敏材料的制备方法，所述制备方法包括：1)将PEG400溶于无水乙醇中；2)之后加入草酸和二水合氯化亚锡，形成白色的前驱体沉淀，洗涤离心后干燥，获得前驱体粉末物质；3)将AgNO₃与步骤2)中得到的前驱体粉末混合后，研磨混合，煅烧获得Ag掺杂SnO₂纳米棒材料，其中按照换算的Ag的重量占SnO₂重量的3.6％至4.2％加入硝酸银。根据本发明的制备方法简单，容易操作，适合大规模工业化生产。本发明确定了最佳的掺杂比例以达到最好的气体敏感性能。同时制备的掺杂了Ag的SnO₂气敏材料可用于生产气体传感器，发现根据本发明的气敏元件对可燃性气体，特别是乙醇具有高度的气敏性。

技术领域

本发明属于气敏材料领域，具体而言，涉及一种Ag掺杂的SnO₂气敏材料的制备方法，其由此制备的Ag掺杂的SnO₂气敏材料，以及包含该气敏材料的气敏元件。

背景技术

提取火灾现场的燃烧残留物进行分析，从而判定火灾现场是否存在尚未燃烧的易燃液体。利用的分析方法主要是气相色谱法和气相色谱/质谱联用法。可这类仪器是实验室中的常规分析仪器，它的使用范围虽然广泛，但是仪器体积一般很大，只适合实验室分析，不利于火灾原因现场实时检测。

因此便携式的用于识别复杂混合气体的电子鼻对于火灾现场勘查非常关键。而对于火灾现场易燃液体的便携式检测设备而言，其核心气敏元件的研发又是重中之重。

在气敏传感器的研究中，主要方向之一是在气体环境中依靠敏感材料如SnO₂、ZnO、TiO₂、Fe₂O₃的电阻发生变化来制作气敏传感器，因为这些金属氧化物半导体具有灵敏度高、响应迅速、成本低、稳定性良好等优点，所以将其作为气敏材料的研究一直备受重视。

性能优异的气敏材料往往掺杂了贵金属如Pt、Pd、Au等，通常的制取方法有溶胶凝胶法、化学沉淀法等，现有文献如陈铖等，“SnO₂纳米材料气敏性能的研究进展”，广州化工，2020，48(11):12-15+24；丁超等“掺杂SnO₂材料电学性质和气敏性能的研究”，南京邮电大学硕士学位论文，2019。然而掺杂的这些贵金属材料合成成本较高；同时，合成工艺较为复杂，使得实际应用中生产成本较高。

因此，仍然需要开发新的性能优异的气敏材料。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，根据本发明的一个方面，本发明的一个目的在于提供一种Ag掺杂的SnO₂气敏材料的制备方法，所述制备方法包括：

1)将适量作为增溶剂的PEG400(聚乙二醇400)加入无水乙醇中，搅拌作用下至完全溶解。

2)之后往步骤1)中得到的混合液中加入草酸(H₂C₂O₄·2H₂O)和二水合氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)，磁力搅拌6h左右，形成白色的前驱体沉淀，将前驱体沉淀用无水乙醇与蒸馏水多次洗涤、离心之后，置于60℃真空下干燥，获得前驱体粉末物质，其中草酸和二水合氯化亚锡的摩尔比为1:1；

3)将硝酸银(AgNO₃)与步骤2)中得到的前驱体粉末混合后，在研钵中研磨使得颗粒均匀充分混合，研磨后使其通过200目筛网，将所得混合物在650℃下煅烧2h，获得Ag掺杂SnO₂纳米棒材料，其中按照换算的Ag的重量占SnO₂重量的3.6％至4.2％加入硝酸银。

根据本发明的另一个方面，本发明的另一个目的在于提供一种Ag掺杂的SnO₂气敏材料，所述气敏材料由根据本发明的所述制备方法制备得到。