[发明专利]基于氧化铈颗粒修饰的氧化铜纳米线结构的异质气敏纳米材料、制备工艺及其应用

权利要求书

1.一种基于氧化铈颗粒修饰的氧化铜纳米线结构的异质气敏纳米材料，其特征在于，其通过以下步骤制备得到：

（1）将超声清洗并干燥的泡沫铜作为衬底和源材料，放入管式炉中热氧化，得到CuO纳米线；

（2）配制浓度为0.1~0.5 mol/L的硝酸铈铵溶液作为前驱体溶液倒入水热釜中进行水热反应，反应完成后清洗数次并干燥，得到CeO₂纳米颗粒；

（3）将步骤（1）中制备的CuO纳米线从泡沫铜衬底上超声分离并干燥，进行氨基修饰（4）将步骤（2）中制备的CeO₂纳米颗粒进行羧基修饰；

（5）将步骤（3）中制备的氨基修饰的CuO纳米线和步骤（4）中制备的羧基修饰的CeO₂纳米颗粒混合搅拌在加入缩合试剂的水溶液体系中进行共价键合反应，反应完成后，离心清洗数次并干燥，得到混合粉体材料A；

（6）将步骤（5）中制备的混合粉体材料A在马弗炉中煅烧结晶，自然冷却至室温后得到CeO₂纳米颗粒修饰的CuO纳米线异质气敏纳米材料。

2.根据权利要求1所述的基于氧化铈颗粒修饰的氧化铜纳米线结构的异质气敏纳米材料，其特征在于，步骤（3）中，氨基修饰方法如下：将CuO纳米线在加入适量APTES的异丙醇体系中加热回流9小时以上，修饰完成后离心清洗数次并干燥。

3.根据权利要求1所述的基于氧化铈颗粒修饰的氧化铜纳米线结构的异质气敏纳米材料，其特征在于，步骤（4）中，羧基修饰方法如下：将CeO₂纳米颗粒先在加入适量APTES的异丙醇体系中加热回流9小时以上，之后离心清洗数次并干燥，实现氨基修饰，再在加入适量丁二酸酐的DMF体系中室温搅拌12小时以上，修饰完成后离心清洗数次并干燥。

4.根据权利要求1所述的基于氧化铈颗粒修饰的氧化铜纳米线结构的异质气敏纳米材料，其特征在于，CeO₂纳米颗粒修饰的CuO纳米线平均直径为15~100 nm，平均长度为5~15μm，所修饰的CeO₂纳米颗粒的平均直径为3~10 nm。

5.一种根据权利要求1所述的基于氧化铈颗粒修饰的氧化铜纳米线结构的异质气敏纳米材料的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：

（1）将超声清洗并干燥的泡沫铜作为衬底和源材料，放入管式炉中热氧化，得到CuO纳米线；

（2）配制浓度为0.1~0.5 mol/L的硝酸铈铵溶液作为前驱体溶液倒入水热釜中进行水热反应，反应完成后清洗数次并干燥，得到CeO₂纳米颗粒；

（3）将步骤（1）中制备的CuO纳米线从泡沫铜衬底上超声分离并干燥，进行氨基修饰；

（4）将步骤（2）中制备的CeO₂纳米颗粒进行羧基修饰；

（5）将步骤（3）中制备的氨基修饰的CuO纳米线和步骤（4）中制备的羧基修饰的CeO₂纳米颗粒混合搅拌在加入缩合试剂的水溶液体系中进行共价键合反应，反应完成后，离心清洗数次并干燥，得到混合粉体材料A；

（6）将步骤（5）中制备的混合粉体材料A在马弗炉中煅烧结晶，自然冷却至室温后得到CeO₂纳米颗粒修饰的CuO纳米线异质气敏纳米材料。

6.如权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，超声清洗具体包括依次用无水乙醇和去离子水各超声清洗10~15 min；管式炉热氧化工艺的气氛为高纯氧气，生长温度为300~600 ℃，生长时间为10~16小时。

7.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，水热反应的生长温度为150~240 ℃，生长时间为5~8小时。

8.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，氨基修饰方法如下：将CuO纳米线在加入适量APTES的异丙醇体系中加热回流9小时以上，修饰完成后离心清洗数次并干燥。