[發(fā)明專(zhuān)利]一種卟啉改性鈣鈦礦納米顆粒制備方法及其氣體傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810554140.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108645895B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李希友;吳鵬飛;趙寶華;陳艷麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/12
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/12;B01J20/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種卟啉改性鈣鈦礦納米顆粒制備方法及使用該鈣鈦礦納米顆粒制備的測(cè)定NO₂氣敏傳感器元件。其制備方法是將有機(jī)胺鹵鹽和卟啉加入油酸和十八稀的混合溶液中，然后在混合溶液中加入長(zhǎng)鏈有機(jī)胺鹵鹽和無(wú)機(jī)鹵化物鹽，再轉(zhuǎn)移至有機(jī)試劑中，通過(guò)離心、干燥得到卟啉改性鈣鈦礦納米顆粒。改性后的鈣鈦礦納米顆粒通過(guò)旋涂在ITO導(dǎo)電玻璃和叉指電極上(所述叉指電極刻蝕在ITO導(dǎo)電玻璃上)，形成改性鈣鈦礦薄膜涂層。通過(guò)該方法制備的改性鈣鈦礦納米顆粒分散性好，穩(wěn)定性高，所得熒光強(qiáng)度高并且其制備的檢測(cè)NO₂氣敏傳感器元件在室溫條件下對(duì)NO₂具有很好的響應(yīng)，且NO₂濃度與靈敏度具有良好的線(xiàn)性規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈣鈦礦型材料領(lǐng)域，尤其涉及一種卟啉改性鈣鈦礦納米顆粒及其制備方法，以及使用卟啉改性鈣鈦礦納米顆粒制備的測(cè)定NO₂氣體傳感器。

背景技術(shù)

卟啉(Porphyrin，簡(jiǎn)稱(chēng)POR)類(lèi)化合物，是一類(lèi)修飾性較好的新型大環(huán)化合物分子，四個(gè)卟啉環(huán)內(nèi)氮原子均含有孤對(duì)電子，使卟啉分子本身是一個(gè)大的共軛體系，電子云流動(dòng)性很好，可以作為一個(gè)較好電子供體。卟啉在可見(jiàn)光區(qū)(尤其是400nm至500nm范圍內(nèi))具有強(qiáng)吸收，摩爾消光系數(shù)可達(dá)10⁵，并且吸收的波長(zhǎng)范圍在400nm至700nm，吸收范圍大，并且因具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性、光、熱穩(wěn)定性及極高的熒光量子產(chǎn)率，在有機(jī)發(fā)光二極管、單色激光器、光開(kāi)關(guān)等光學(xué)器件及電子器件等諸多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦 ABX₃(A＝有機(jī)陽(yáng)離子，M＝Pb、Sn，X＝I、Br或Cl)在光伏應(yīng)用方面取的突飛猛進(jìn)的發(fā)展而使這種材料成為人們的研究焦點(diǎn)，引起了人們的廣泛關(guān)注。在該材料的基本結(jié)構(gòu)單元中，二價(jià)鉛離子與六個(gè)鹵素離子配位，形成八面體構(gòu)型；鹵素離子均為橋連配位模式，與相鄰的Pb-X 八面體相連，延展成三維陰離子框架，有機(jī)陽(yáng)離子與鹵素陰離子之間存在氫鍵作用而填充在無(wú)限延展的三維陰離子孔洞中。這種結(jié)構(gòu)使這種材料具有優(yōu)異的電子性質(zhì)，比如載流子遷移率大、載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度長(zhǎng)、直接帶隙且具有較寬的吸收范圍等。這些良好的性質(zhì)也激發(fā)了研究者們對(duì)有機(jī)鉛鈣鈦礦其他光電子器件的探索熱情，比如光電探測(cè)器、光電二極管、光電晶體管、激光器等。

2016年，F(xiàn)ang等發(fā)現(xiàn)MAPbBr₃單晶表面物理吸附的氧和水分子可以調(diào)控其光致發(fā)光的性能。隨后，Xu等報(bào)道了MAPbBr₃薄膜組裝的濕度傳感器，其熒光隨濕度變化具有極其靈敏且可逆的響應(yīng)。Liu及其合作者報(bào)道了水分子可以與MAPbI₃單晶通過(guò)氫鍵作用形成MAPbI₃·H₂O而改變有機(jī)鉛鈣鈦礦的電導(dǎo)。所以，在室溫下，ABX₃對(duì)外界很敏感，它的性質(zhì)會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境中的小分子在其表面的物理或化學(xué)吸附而發(fā)生變化。因此，如何利用改性鈣鈦礦材料AMX₃優(yōu)良的光電性質(zhì)及穩(wěn)定性在室溫下檢測(cè)環(huán)境中的有毒氣體，比如工業(yè)廢氣和汽車(chē)尾氣中的有害氣體NO₂，檢測(cè)NO₂的含量對(duì)環(huán)境非常重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一方面提供具有高度結(jié)晶的鈣鈦礦納米顆粒及其制備方法。