[发明专利]一种稻谷霉变程度检测的1-辛烯-3-醇气敏材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种稻谷霉变程度检测的1‑辛烯‑3‑醇气敏材料、制备方法及其应用，包括ZnSnO₃纳米颗粒团簇结构，ZnSnO₃纳米颗粒团簇结构的表面附着有SnO₂纳米片，ZnSnO₃纳米颗粒的尺寸为5‑15 nm，SnO₂纳米片厚度为3‑5 nm。本发明中的气敏材料具有良好的形貌，较大的比表面积，改善了电子迁移率，制备气敏材料的方法简便安全，成本低，实用性高，填补了利用利用三元金属氧化物负载二元金属氧化物检测不同温度条件下1‑辛烯‑3‑醇气敏响应的空白。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及到一种稻谷霉变程度检测的1-辛烯-3-醇气敏材料、制备方法及其应用。

背景技术

稻谷作为有机体，是天然的微生物培养基。稻谷在储藏期间因为温、湿度等因素的影响，极易发生霉变和感染虫害，造成粮食变色、变味及品质下降，真菌和细菌代谢产生的大量毒素也会对人畜健康造成严重威胁。新谷贮藏3个月以上其品质就会发生劣化。新鲜的稻谷气味清香、纯正，而陈化的稻谷会霉变散发出异味。以及高温高湿环境下，稻谷由于自身代谢和微生物作用生成大量挥发性有机化合物(VOCs)，进而产生霉味、哈喇味、酸败味或甜味等气味。其中，1-辛烯-3-醇是多种稻谷霉菌的共同代谢产物，其含量在稻谷储藏期间不断增加，具有一定的研究价值，但没有发现在稻谷霉变气体检测应用方面有关1-辛烯-3-醇的研究报道。因此，通过对稻谷贮藏期间产生的1-辛烯-3-醇气体进行检测成为一种操作简单、响应迅速、灵敏度高的稻谷霉变程度无损检测方法。

近年来，化学/电化学传感器、压电传感器等用于检测VOCs气体。其中，金属氧化物半导体(MOS)为代表的化学传感器因其具有功耗低、响应快、制造工艺简单、环境友好、成本低等独特优势而受到人们的广泛关注。三元氧化物作为一种新型的气敏材料，以其优异的气敏性能和稳定的结构，特别是其独特的能带结构和物理化学性质，在探测各种气体方面成为研究热点。在三元锡基金属氧化物中，ZnSnO₃是一种典型的n型多功能钙钛矿半导体氧化物，其具有高化学反应性和优良的电子性能。

构建异质结通过改善电子传输来增强气敏特性，MO_X与ZnSnO₃组成的n-n型异质结构的形成在气敏方面具有很大的应用潜力。SnO₂是一种无机化合物，其的晶胞是体心正交平行六面体，为金红石结构，其禁带宽度为3.54 eV，属于宽禁带金属氧化物。在测出SnO₂的电导率和霍尔系数后，人们确定其为n型导电类型。但是，以单一的纯SnO₂为半导体气敏材料仍存在气敏测试过程中工作温度较高，选择性较差，响应和恢复时间较长等问题。因此，制备具有n-n型异质结构的SnO₂/ ZnSnO₃复合材料对1-辛烯-3-醇的定量分析有助于稻谷霉变程度的检测和预测。

现有技术中，有人采用SnO₂基材料检测建筑物中的1-辛烯-3-醇浓度，文献“《Materials Chemistry and Physics》240 (2020) 122172”中公开了一种通过L-甘氨酸辅助合成Pd负载SnO₂纳米颗粒气敏材料，在最佳工作温度250^oC下对215 ppm1-辛烯-3-醇的响应值小于25%，用上述方法制备出来的最终产物对1-辛烯-3醇的响应值不佳。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种稻谷霉变程度检测的1-辛烯-3-醇气敏材料。