[发明专利]检测硫化氢的Pd-LaFeO3

说明书

本发明公开了检测硫化氢的Pd‑LaFeO₃气敏材料及其应用。Pd‑LaFeO₃气敏材料为具有网状结构的纳米材料；且Pd的掺杂量为3wt％。Pd‑LaFeO₃气敏材料的制备方法为：将La₂O₃、Fe(NO₃)₃、PdCl₂、PEG和去离子水混合，再加入HNO₃溶液进行混合溶解，得到混合液；将混合溶液于室温下静置，然后加热并搅拌，得到混合溶胶；将混合溶胶进行预烧结，研磨后再次烧结，得到Pd‑LaFeO₃粉末。再用Pd‑LaFeO₃粉末制备得到Pd‑LaFeO₃传感器。本发明采用溶胶凝胶法合成了Pd‑LaFeO₃，它具有高比表面积和高孔隙率，是一种高响应、高选择性、低检测限、高长期稳定性的气敏材料。

技术领域

本发明涉及钙钛矿气敏材料技术领域，具体涉及检测硫化氢的Pd-LaFeO₃气敏材料及其应用。

背景技术

H₂S是一种无色、剧毒的酸性气体。有一种特殊的臭鸡蛋味，即使是低浓度的H₂S也会损害人类的嗅觉。高浓度时，它没有气味(因为高浓度会使嗅觉神经麻痹)。此外，H₂S易燃，是典型的危险气体。H₂S气体是在食物分解过程中释放出来的，也是牙周炎引起口臭的原因，牙周炎患者呼出的气体中H₂S含量约为0.195ppm，健康人呼出的气体中H₂S含量约为0.105ppm。用鼻子作为检测H₂S的手段，可能是致命的。因此，及时检测出极低浓度的H₂S气体是非常必要和重要的。

近年来，利用MOSs(金属氧化物半导体)气体传感器检测目标气体浓度的方法越来越流行。比如酒店里的烟雾传感器，家庭里的天然气报警器等等。有报道称，一些MOSs作为气敏材料表现出优异的气敏响应，如LaFeO₃、SmFeO₃、PrFeO₃、HoFeO₃、NdFeO₃、YCoO₃、BaSnO₃、ZnSnO₃、YMnO₃，而对于H₂S，气敏材料有Pt-ZnO、Pd-ZnO、CuO/SnO₂、Pt-WO₃、WO₃、Pt-Fe₂O₃、CuO/CuFe₂O₄、Ag-SnO₂、LaFeO₃、YMnO₃、Sn-NiO等。MOSs尤其是ABO₃钙钛矿材料具有比表面积大、活性位点丰富的独特优势，可以促进扩散路径，增加对目标气体分子的吸附，进而增强其传感能力。虽然气体传感器检测H₂S的报道很多，但气敏材料对H₂S的检测性能普遍不够好，检测限达不到PPB水平。所以需要一种检测限达ppb水平的LaFeO₃气敏材料，具有高响应性、高选择性和高稳定性，用于极低浓度的H₂S气体检测或牙周炎诊断。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供检测硫化氢的Pd-LaFeO₃气敏材料及其应用。本发明采用溶胶凝胶法合成了Pd-LaFeO₃，它具有高比表面积和高孔隙率，是一种高响应、高选择性、低检测限、高长期稳定性的气敏材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：