[发明专利]一种低浓度丙酮气体敏感材料、及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种低浓度丙酮气体敏感材料、及其制备方法和应用，涉及气敏材料制备技术领域。气敏材料由纳米二氧化锡单晶颗粒团聚组成，单晶颗粒的尺寸为20‑50nm；制备方法报包括分别将Sn基金属盐和沉淀剂溶于乙醇与甲醇的混合溶液中，形成澄清溶液A和澄清溶液B；将澄清溶液A滴入澄清溶液B中，充分静置，得到Sn基前驱体沉淀物，并得到均匀的Sn基前驱体；将Sn基前驱体进行洗涤，并干燥；干燥后进行研磨并煅烧，得到二氧化锡气敏材。本发明通过通过乙醇/无水乙醇与甲醇的混合溶液作为溶剂，避免制备所得产物中含有煅烧不易去除的大分子杂质。

技术领域

本发明属于气敏材料制备技术领域，特别是涉及一种低浓度丙酮气体敏感材料、及其制备方法和应用。

背景技术

电阻型半导体气体传感器是目前应用最广泛的一类气体传感器，具有成本低、响应快、体积小、灵敏度高等诸多优势。但目前气体传感存在功耗高、检测范围受限的缺点。发展高性能、低功耗的气体传感器具有重要意义。气敏材料是气体传感器实现功能性检测的关键。目前，Sn基氧化物材料是已商品化的气敏材料，其检测气体种类广泛，但检测功耗大，选择性有待提升。

如中国授权公开号CN107607588A公开了一种用于气敏传感器的被修饰SnO₂纳米材料，制备方法是：以无水四氯化锡为原料，去离子水和N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，与辅助剂预混后将溶液升温，反应得到SnO₂纳米材料，将SnO₂纳米材料与尿素混合均匀后热处理，制得g-C₃N₄修饰的SnO₂纳米材料；且辅助剂为1-甲基咪唑，2-甲基咪唑，1,2-甲基咪唑中的一种或其组合。

上述文件的制备方法存在，由于采用去离子水和N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，使得后续获得的SnO₂纳米材料中含有N,N-二甲基甲酰胺大分子杂质，容易导致后续煅烧不彻底，无法祛除N,N-二甲基甲酰胺大分子杂质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低浓度丙酮气体敏感材料的制备方法，通过乙醇/无水乙醇与甲醇的混合溶液作为溶剂，解决了现有技术方案制备获得的SnO₂纳米材料中含有大分子杂质的问题；该方法简便易行，成本低，收率高。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种低浓度丙酮气体敏感材料，所述气敏材料由纳米二氧化锡单晶颗粒团聚组成，单晶颗粒的尺寸为20-50nm；所述气敏材料中还存在无规则的尺寸为10-30nm的介孔；该二氧化锡气敏材料可应用于丙酮气体检测领域。

一种低浓度丙酮气体敏感材料的制备方法，包括如下步骤：

Stp1、将Sn基金属盐溶于乙醇/无水乙醇与甲醇的混合溶液中，形成澄清溶液A；

Stp2、将沉淀剂溶于乙醇/无水乙醇与甲醇的混合溶液中，形成澄清溶液B；

Stp3、将澄清溶液A滴入澄清溶液B中，充分静置，得到Sn基前驱体沉淀物，通过静置沉淀，实现沉淀无杂质，并得到均匀的Sn基前驱体；

Stp4、对得到的Sn基前驱体沉淀物进行洗涤，并干燥；

Stp5、将Stp4干燥后的产物进行研磨并煅烧，得到二氧化锡气敏材料。

所述Sn基金属盐为Sn基硝酸盐或氯化盐。

所述沉淀剂为2-甲基咪唑，且所述沉淀剂与Sn基硝酸盐的用量摩尔比为1:2-1:6，通过2-甲基咪唑作为沉淀剂，实现得到的无机-有机前驱体经煅烧后形成空腔，可控制材料形貌结构；且得到的前驱体经煅烧后无杂质引入，氧化物纯度高。

所述乙醇/无水乙醇与甲醇的混合比为1-2:1-2。