[发明专利]一种p-n复合结构纳米金属氧化物及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种p-n复合结构纳米金属氧化物及其制备方法，该p-n复合结构纳米金属氧化物，是由SnO₂和Co₃O₄纳米颗粒串联成的直径为100-200nm，表示为n-SnO₂@p-Co₃O₄纳米纤维。本发明采用静电纺丝法制备n-SnO₂@p-Co₃O₄复合纳米纤维，将钴盐和锡盐溶于N,N-二甲基甲酰胺中(DMF)制备纺丝溶液，在静电纺丝设备中纺丝，煅烧后得到n-SnO2@p-Co3O4纳米纤维。将该n-SnO2@p-Co3O4纳米纤维材料制成气体传感器，在较低操作温度下对低浓度CO具有高的灵敏度，适用于检测环境中微量一氧化碳。

主权项

一种p‑n复合结构纳米金属氧化物的制备方法，具体步骤如下：A.在反应器中，将可溶性钴盐溶于N,N‑二甲基甲酰胺中(DMF)，配成浓度为1.0～2.0mol/L的溶液，搅拌2～6小时,在搅拌条件下加入锡盐，使溶液中钴盐与锡盐的质量比为1～10：1，继续搅拌1～3小时，然后加入增稠剂，增稠剂的加入量按照每毫升DMF加入0.1～0.5g增稠剂，继续搅拌4～8小时，得透明溶液。所述的可溶性钴盐是硝酸钴[Co(NO₃)₂·6H₂O]、醋酸钴[Co(CH₃COO)₂·4H₂O]、氯化钴(CoCl₂·6H₂O)和硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)中的一种；其中锡盐为氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)和氯化锡(SnCl₄·5H₂O)中的一种；其中增稠剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)。B.在静电纺丝设备中用步骤A的透明溶液进行纺丝，在静电压10～20kV下，透明溶液通过注射管按0.0002～0.0008mm·s^‑1推进速度通过喷丝头喷出，固化距离为15～25cm，在锡箔纸上收集到蓝色纤维薄膜，将此产品室温放置12～36h，再按照4‑8℃/分钟的升温速率升温至400～600℃煅烧2～4小时，得到n‑SnO₂@p‑Co₃O₄纳米纤维。