[發明專利]一種用于檢測甲醛氣體的分等級結構二氧化錫氣敏材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810306138.2
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108589260B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 王丁;萬克創;王現英;張明璐;黃詩蒙;楊菁;楊俊和
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: D06M11/20
• 分類號: D06M11/20;D01F9/08;G01N27/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

本發明提供了一種用于檢測甲醛氣體的分等級結構二氧化錫氣敏材料的制備方法，稱取錫源加入容器中，加入溶劑和PVP攪拌，使其呈透明狀粘性液體；將透明狀粘性液體收集入注射器中，放入靜電紡絲機中，待紡絲完成后，將所收集到的樣品進行煅燒，獲得氧化錫空心納米纖維；配制SnCl₂溶液，對上述氧化錫空心納米纖維進行浸漬，煅燒使其表面均勻負載氧化錫晶種；將檸檬酸三鈉加入乙醇和水形成的混合溶液中，然后再將SnCl₂·2H₂O加入上述混合溶液中，加入表面含有晶種的SnO₂納米纖維，進行水熱反應，待反應結束后，取出沉淀、干燥、煅燒，獲得氣敏材料。本發明所制得的氣敏元件具有對甲醛氣體靈敏度較高，對干擾氣體選擇性好的優點。

技術領域

本發明屬于半導體納米材料領域，涉及一種氣敏材料，具體來說是一種用于甲醛氣體檢測的氣敏材料、氣敏元件及其制備方法。

背景技術

甲醛作為一種重要的有機化工原料，在現實生活中被廣泛應用于各個方面，比如石油化工，建筑材料以及裝飾材料等等。作為一種有刺激性氣味且有毒的揮發性氣體，甲醛是室內空氣污染的主要氣體之一，它主要存在于房屋的裝修材料，各種家具等等。甲醛對于人體的身體健康有著非常大的危害。尤其是對于人體的黏膜和皮膚有著強烈的刺激性作用，容易導致身體產生不適的感覺，如果長期接觸于高濃度的甲醛氣體環境下，也會導致人體里的各種器官出現不同程度的受損，比如呼吸道無法進行正常工作，失明，免疫系統紊亂，腎功能衰竭以及神經系統受損等等。并且根據國際癌癥研究機構確認，甲醛對于人體的危害已經由“可能致癌”轉變成“致癌物”。鑒于甲醛對于人體產生如此大的危害，對于甲醛氣體的實時監測與防護已經越來越受到人們的重視。

現如今，隨著人們生活水平的提高，人們對于室內空氣質量的要求越來越高。然而市場上所出現了各式各樣的甲醛氣體傳感器依舊很難滿足人們的要求，這些傳感器依舊存在許多不足的地方。比如說無法檢測低濃度的甲醛氣體，選擇性較差，工作溫度過高而導致能耗過高，穩定性不夠好等等。因此，開發出一種具有低成本，選擇性較好，具有低甲醛濃度氣體檢測性能以及穩定性好的的傳感器已經成為科研工作者的目標，這對于人類保持高質量生活有著重要的意義。

發明內容

針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種用于甲醛氣體檢測的氣敏材料、氣敏元件及其制備方法，所述的這種用于甲醛氣體檢測的氣敏材料、氣敏元件及其制備方法要解決現有技術中的傳感器無法檢測低濃度的甲醛氣體、選擇性較差、工作溫度過高而導致能耗過高、穩定性不夠好的技術問題。

本發明提供了一種用于檢測甲醛氣體的分等級結構二氧化錫氣敏材料的制備方法，包括如下步驟：

1)稱取錫源加入一個容器中，再加入溶劑，所述的溶劑為DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、乙醇或者水中的任意一種或者兩種以上組合，置于磁力攪拌器上攪拌，待溶液呈澄清透明狀后加入PVP(聚乙烯吡咯烷酮)并繼續攪拌，使其呈透明狀粘性液體；所述的錫源、溶劑、PVP的質量比為1～5:10～15:1，將透明狀粘性液體收集入注射器中，將配置好的注射器放入靜電紡絲機中，紡絲過程相關參數設定為：紡絲機內溫度為40℃～50℃、相對濕度為10％-50％、極板與針尖電壓為16-20kV、極板與針尖距離16-20cm，待紡絲完成后，將所收集到的樣品進行煅燒，獲得氧化錫空心納米纖維；

2)配制SnCl₂溶液，所述的SnCl₂溶液的濃度為0.05～0.1g/mL，采用等體積浸漬法對步驟1)所述的氧化錫空心納米纖維進行浸漬，6-12h后干燥，通過煅燒的方式使其表面均勻負載氧化錫晶種，煅燒溫度為200-300℃；