[发明专利]一种针对室内空气污染有机物检测的气体敏感材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种针对室内空气污染有机物检测的气体敏感材料及其制备方法，涉及气敏材料技术领域。该气体敏感材料为贵金属元素修饰的WO₃，其中，贵金属元素为Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ru或Ir，其对WO₃的表面改性比为0.1～0.5mol％。本发明通过添加贵金属元素对WO₃进行表面改性，得到的改性材料对有机污染气体表现出优异的响应性，在室内空气污染有机物检测方面有广阔的应用前景。本发明采用高通量制备方法，大幅降低了气敏材料制备所需要的时间和成本，对新型气体材料的开发具有重要意义。

技术领域

本发明涉及气敏材料技术领域，特别是涉及一种针对室内空气污染有机物检测的气体敏感材料及其制备方法。

背景技术

近年来，在工业经济向前发展和人们生活水平不断提升的同时，有毒有害气体的产生也成为大家共同关注的问题。特别是最近几年，人们对挥发性有机物(Volatileorganic compounds,VOCs)的检测提出了更高的要求。VOCs气体已经成为影响人体健康的室内空气主要污染物之一，尤其是苯、甲苯、二甲苯、甲醛对人体健康的危害最大。因此开发高度灵敏、高选择性和稳定的VOCs气体传感器，在室内污染监测及重大疾病早期诊断等领域都具有极大的市场应用价值。

金属氧化物半导体气体传感器因其具有低成本、高灵敏度、快响应和结构简单等优点被广泛应用于VOCs气体传感器领域。WO₃作为一种宽带隙的金属氧化物半导体拥有良好的热稳定性和化学稳定性，是一种理想的气敏材料，但是WO₃还存在工作温度高、响应值低、气体选择性差等缺点, 传统的单一WO₃材料通过形貌调控的方法难以解决以上缺点。

传统开发一种新的气敏材料一般要经过较长的时间周期，即材料的制备-材料的性能评价-材料的再制备-材料的性能再评价，这样不断的循环探索，直到获取性能优异的材料为止。这样一方面花费了大量的时间和精力，另一方面极大地放缓了新材料开发的速度。因此，如何在改善现有气体传感器性能的同时，进一步缩短材料的制备时间、降低成本，对新型气体材料的开发具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对室内空气污染有机物检测的气体敏感材料及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，以WO₃作为气体传感器的基体材料，通过贵金属表面修饰的方法，并深入研究负载比例，从而有效提高了WO₃材料的气敏性能，同时具有操作简单、制备时间短、成本低的显著优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明技术方案之一：提供一种气体敏感材料，所述气体敏感材料为贵金属元素修饰的WO₃；

所述贵金属元素为Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ru或Ir；

所述贵金属元素对WO₃的表面改性比为0.1～0.5mol％。

进一步地，所述贵金属元素为Pd。

进一步地，所述Pd对WO₃的表面改性比为0.3mol％。

其中，WO₃由以下制备方法制备得到：

将钨盐与有机溶剂于水中混合，再将体系置于酸性环境下，借助高压反应釜进行高温反应，生成黄色氧化钨水合物沉淀，将反应物通过离心分离洗涤之后烘干，再对其进行热处理，得到WO₃粉末(WO₃纳米板)。

WO₃制备过程的相关参数如下：

所述钨盐包括钨酸钠(Na₂WO₄·2H₂O)或六氯化钨(WCl₆)；