[發明專利]一種室溫檢測NO2

有效

• 申請號: 201911116451.0
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110823965B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 李曉偉;邵長路;韓朝翰;李興華;劉益春
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京神州華茂知識產權有限公司 11358
• 代理人: 韓衛群

本發明涉及一種室溫檢測NO₂的氣敏材料及其制備方法。本發明中所涉及的氣敏材料是一種具有中空結構的In₂O₃/ZnO核殼納米纖維。一方面，該氣敏材料的中空結構有利于氣體分子的擴散，大大增加了氣體分子吸附能力和氣敏反應的活性位點；另一方面，一維In₂O₃/ZnO異質結構的構筑能夠提高光生載流子的分離效率，從而使其在紫外光照射下能夠實現對NO₂氣體的室溫快速檢測。利用這種氣敏材料制作的氣敏元件，對NO₂的檢測靈敏度高，且響應恢復速度快。

技術領域

本發明涉及一種In₂O₃/ZnO氣敏材料，利用紫外光照射In₂O₃/ZnO 材料可以使其在室溫下對NO₂實現快速高靈敏檢測；具體涉及一種室溫檢測NO₂的氣敏材料及其制備方法。

背景技術

隨著現代科技的飛速發展，現代工農業的生產水平也隨之快速進步，人們的物質生活水平也在逐步提高，但環境污染正在變成一個影響人們正常生活的日益嚴重的問題。近年來，由于有毒、有害、易燃易爆氣體的不當排放、泄露，造成了大量的中毒、爆炸以及火災等事故。二氧化氮是目前最危險的空氣污染物之一，它在臭氧和酸雨的形成過程中起主要作用，持續或經常暴露于二氧化氮濃度超過3ppm可能會增加急性呼吸道疾病患兒的發病率。因此，為了降低其對人類的影響，對NO₂氣體進行定性、定量的分析檢測和實時監控已成為工業生產和日常生活中必不可少的一部分。

半導體氧化物氣體傳感器具有靈敏度高、工作穩定性好、制造成本低、元件功耗小等特點，而被廣泛應用于檢測有毒有害氣體、易燃易爆氣體等，是目前實用價值較高的一類氣體傳感器。SnO₂、In₂O₃、 ZnO和WO₃等半導體金屬氧化物是該類氣體傳感器所使用的核心敏感材料，其性質好壞關乎傳感的性能高低。研究表明，In₂O₃敏感材料可實現對NO₂氣體較靈敏的特異性檢測。然而在實際應用當中， In₂O₃在檢測NO₂過程中仍存在工作溫度高，響應恢復速度慢等關鍵問題，直接影響了傳感器的測量結果和應用范圍。考慮到傳感器目前尚存的上述本質安全和即時檢測能力等問題，我們設計了一種新型的 In₂O₃/ZnO核殼納米纖維材料，并借助其優異的光電性能，使其在紫外光照射下，實現了對NO₂氣體的室溫下快速檢測。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種室溫檢測NO₂的氣敏材料及氣敏材料的制備方法。，一方面，該氣敏材料的中空結構有利于氣體分子的擴散，大大增加了氣體分子吸附能力和氣敏反應的活性位點；另一方面，一維In₂O₃/ZnO異質結構的構筑能夠提高光生載流子的分離效率，從而使其在紫外光照射下能夠實現對NO₂氣體的室溫快速檢測。利用這種材料制作的氣敏元件，對NO₂的檢測靈敏度高，且響應恢復速度快。

(二)技術方案

本發明的一種室溫檢測NO₂的氣敏材料，是具有一維中空結構的In₂O₃/ZnO核殼納米纖維。

其中，所述一維中空結構的In₂O₃/ZnO核殼納米纖維徑約為 50-500nm。

本發明的一種室溫檢測NO₂的氣敏材料的制備方法，有以下步驟：