[发明专利]一种银纳米颗粒修饰的三氧化钼纳米复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种银纳米颗粒(AgNPs)修饰的三氧化钼纳米复合材料、制备方法及其应用，属于气体传感器技术领域，该纳米复合材料，包括三氧化钼纳米带和银纳米颗粒，所述银纳米颗粒分布于所述三氧化钼纳米带表面，所述银纳米颗粒与所述三氧化钼纳米带之间通过化学键固定连接。使用本发明制备的AgNPs修饰的三氧化钼纳米复合材料作为气敏材料，利用AgNPs产生的局域表面等离激元共振效应，实现了室温下对待测气体的高灵敏检测，响应时间短，且选择性好。因此，基于本发明的方法制备的复合材料的气敏器件的灵敏度较高，能够用于有毒气体的检测，且选择性较好。

技术领域

本发明涉及气体传感器技术领域，特别是涉及一种银纳米颗粒修饰的三氧化钼纳米复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

硫化氢，是一种无机化合物，化学式为H₂S。标准状况下是一种易燃的酸性气体，无色，低浓度时有臭鸡蛋气味，浓度极低时便有硫磺味，有剧毒。硫化氢为易燃危化品，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。硫化氢中毒时主要以中枢神经系统、呼吸神经系统和其他多脏器受损的全身系统疾病为主。如果在短时间内大量的吸入硫化氢会导致中枢神经系统的损害，甚至会出现昏迷、一过性昏厥等临床症状。

常见的氨气检测方法是光学法、气相色谱法、醋酸铅检测管法和醋酸铅指示纸法。这些方法需要专用其价格昂贵的仪器设备，存在成本高、体积大、使用不便、不能实时监测、难以广泛推广应用等问题。

以氧化物半导体复合材料作为基底的硫化氢气体传感器制造成本低，响应值高，满足气敏元器件微小化、集成化，经过研究发现，SnO₂，MoO₃，ZnO，WO₃，In₂O₃和TiO₂这些传统的金属氧化物都能够用来实时检测硫化氢气体，其中具有高比表面积的微/纳米结构材料因其具有良好的传感性能而备受关注。但是这类传感器存在工作温度高、选择性差的问题。

传统的金属氧化物半导体气敏传感器是将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息，从而可以进行检测。在空气环境中，氧气会吸附在半导体气敏材料表面，夺取半导体气敏材料导带上的电子形成氧负离子。将气敏材料暴露在还原性气体的环境中，会在半导体气敏材料表面与氧负离子发生氧化还原反应，将捕获的电子重新带回到半导体的导带中，使气敏器件的电阻降低，从而达到检测的目的。

但是单一材料的有限的物理、化学性能，使MOS基气体传感器的发展受到了阻碍，现有的MOS基气体传感器普遍存在气敏性能不佳、灵敏度低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种银纳米颗粒(AgNPs)修饰的三氧化钼(MoO₃)纳米复合材料、制备方法及其应用，使用贵金属银纳米颗粒对三氧化钼纳米带进行表面修饰，增强对还原性气体(尤其是硫化氢，H₂S)的气体传感性能，用于大气环境、日常生活中对还原性气体的检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种银纳米颗粒修饰的三氧化钼纳米复合材料，包括三氧化钼纳米带和银纳米颗粒，所述银纳米颗粒分布于所述三氧化钼纳米带表面，银纳米颗粒负载量为三氧化钼物质的量的5mol％～15mol％，所述银纳米颗粒与所述三氧化钼纳米带之间通过化学键固定连接。

优选的，所述三氧化钼纳米带为一维α-三氧化钼(α-MoO₃)纳米带。