[发明专利]一种二氧化锡气敏材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于气敏材料制备领域，涉及一种二氧化锡气敏材料的制备方 法。

背景技术

二氧化锡是一种十分重要的半导体材料，因其具有良好的选择性和稳定 性，以及无毒、廉价的性质，在气敏传感器方面取得了重要的应用。虽然研 究人员对二氧化锡气敏材料已经开展了广泛的研究，但其仍然存在一些问 题。其中，高的响应温度、长的响应时间、繁琐的制备方式仍是瓶颈。目前， 文献中报道较多的改性方式主要包括形貌调控和成分掺杂两种。

文献“C.J.Dong,X.Liu,X.C.Xiao,G.Chen,Y.D.Wang,I.Djerdj, CombustionsynthesisofporousPt-functionalizedSnO₂sheetsforisopropanol gasdetectionwithasignificantenhancementinresponse,J.Mater.Chem.A2 (2014)20089-20095”报道了一种二氧化锡气敏材料的制备方法。通过二氧化 锡纳米片的制备增大了材料的比表面积，通过金属铂的掺杂提高了综合敏感 性能，这也是目前大部分文献所探索的方式。但是，纳米片的制备需要引入 额外的表面活性剂，而金属铂又是一种昂贵的贵金属。另外，在有些文献中， 为了实现形貌的调控，有时会引入离子溅射，静电纺丝等方法，既不廉价， 也不方便，重复性也有待提高，所以这些方法并不适合大范围推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种二氧化锡气敏材料的制备方法，解决了现有的 气敏材料改性方法中所存在的工艺冗繁、重复性差、成本高昂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种二氧化锡气敏材料的制备方法，具体 为：将二氧化锡粉末加热煅烧，然后冷却，即得到二氧化锡气敏材料。

本发明的特点还在于，

加热煅烧具体为：将二氧化锡粉末加热至1000～1800℃，保温8～20h。

冷却方式为自然冷却或低温淬火。

低温淬火具体为：先将煅烧后的二氧化锡粉末冷却至800～1700℃，然后 在低温淬火介质中淬火。

低温淬火介质为液氮。

本发明的有益效果是，本发明一种二氧化锡气敏材料的制备方法，以市 售二氧化锡粉末为原料，采用煅烧加低温淬火的方法调控了材料中氧空位的 浓度，进而调控了材料的气敏性能。本发明制备二氧化锡气敏材料的成本低、 方法简单、可重复性好，并且所得二氧化锡气敏材料气敏性能好，有利于在 生产生活中推广应用。

附图说明

图1是实施例1所得样品的XRD图谱；

图2是本发明方法四个实例所得样品中的氧元素的XPS图谱；

图3是实施例4所得样品制成的气敏元件在300℃时，不同乙醇浓度下 的灵敏度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种二氧化锡气敏材料的制备方法，具体按以下步骤实 施：

步骤1，将市售的二氧化锡粉末加热至1000～1800℃，保温8～20h；

步骤2，将步骤1得到的粉末冷却，即得到二氧化锡气敏材料。冷却方 式包括自然冷却和低温淬火，其中低温淬火介质为液氮，淬火温度为 800～1700℃(先将粉末冷却至800～1700℃，然后在液氮中淬火)。

本发明以市售二氧化锡粉末为原料，采用煅烧加低温淬火的方法调控了 材料中氧空位的浓度，进而调控了材料的气敏性能。本发明制备二氧化锡气 敏材料的成本低、方法简单、可重复性好，并且所得二氧化锡气敏材料气敏 性能好，有利于在生产生活中推广应用。

实施例1

步骤1，将1g市售二氧化锡粉末加热到1000℃，保温8h；

步骤2，将样品放在炉中自然冷却至室温，即得到二氧化锡气敏材料。

图1是所得样品的XRD图谱，从图中可以看出：在2θ值为26.6°，33.9°， 39.0°和51.8°处均存在着明显的衍射峰，结合其他一些较弱的峰，对应着金 红石型的二氧化锡，说明在本实施例制备的二氧化锡气敏材料，并没有改变 二氧化锡的相结构。

实施例2

步骤1，将2g市售二氧化锡粉末加热到1200℃，保温10h；