[发明专利]一种气体传感材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种气体传感材料及其制备方法和用途，所述气体传感器材料包括金属氧化物气敏材料和负载在所述金属氧化物气敏材料上的分子筛。本发明中的气体传感材料用于形成氟代烷烃气体检测的传感器的灵敏度非常高。

技术领域

本发明涉及气体传感器，特别是涉及一种气体传感器及其制备方法和用途。

背景技术

氟代烷烃是市面上常用的制冷材料，广泛存在于空调设备和冷链系统中，在现代生产生活中具有重要意义。氟代烷烃的泄漏会导致制冷效果下降，设备功耗增加。此外，氟代烷烃还会破坏臭氧层并导致全球变暖，危害生态环境。因此，需要开发高性能的氟代烷烃气体传感器。

现有的氟代烷烃检测方法主要有氦质谱法、红外吸收光谱法和半导体型气体传感器法。其中，氦质谱法成本高昂，国内极少使用；红外吸收光谱法技术复杂；相比之下，半导体型气体传感器体积小，使用时安全便捷，十分适合用于氟代烷烃气体的检测。而已有的半导体型氟代烷烃检测器检测下限通常大于10ppm，且是利用贵金属的卤素效应进行增敏，在800～900℃的高温下对氟代烷烃气体进行检测，因此在实际应用上，既难实现极低浓度的氟代烷烃检测也带来了较高的成本和功耗。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种气体传感器及其制备方法和用途，用于解决现有技术中对氟代烷烃气体的检测的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。

本发明提供一种气体传感材料，所述气体传感器材料包括金属氧化物气敏材料和负载在所述金属氧化物气敏材料上的分子筛。

根据上述所述的气体传感材料，所述金属氧化物气敏材料选自ZnO、SnO₂、In₂O₃、WO₃和TiO₂中任意一种或多种。更优选地，所述金属氧化物气敏材料为ZnO。所述金属氧化物气敏材料为粉末状。

根据上述所述的气体传感材料，所述分子筛选自β-分子筛(英文为β-zeolite)、ZSM-5、丝光沸石(英文为Mordenite)和NaY分子筛中的任意一种或多种。

更优选地，所述分子筛为纳米级分子筛。更优选地，所述分子筛的粒径为20～90nm。

根据上述所述的气体传感材料，采用介孔二氧化硅为前驱体合成纳米β-分子筛，具体步骤如下：

a)将氢氧化钠、十八水合硫酸铝溶解于四乙基氢氧化铵溶液中获得透明澄清溶液；

b)称取介孔二氧化硅粉末分散于上述溶液中，持续搅拌直至形成均匀胶体；

c)将步骤b)所获得的均匀胶体转移至反应釜中，晶化；

d)产物离心分离出后，干燥；

e)煅烧。

根据上述所述的纳米β-分子筛的制备方法，还包括：

将煅烧后的分子筛分散于硝酸铵溶液中混合处理后，离心分离并干燥；

再煅烧。

根据上述所述的纳米β-分子筛的制备方法，所述晶化温度为160～200℃，如可以为160℃、170℃、180℃、190℃或200℃。

根据上述所述的纳米β-分子筛的制备方法，煅烧和再煅烧的温度为500～600℃，如可以为500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃。煅烧时长至少为2h。

根据上述所述的气体传感材料，所述分子筛与所述金属氧化物气敏材料的质量为(0.1～1)：100。