[發(fā)明專利]摻雜磷酸銀的二氧化錫氣體傳感器氣敏材料的制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010814250.4 | 申請日： | 2020-08-13 |
| 公開（公告）號： | CN112067666A | 公開（公告）日： | 2020-12-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 孫墨杰;張振業(yè);王世杰;張士元;閆靜茹;王喆;張庭 | 申請（專利權(quán)）人： | 東北電力大學(xué) |
| 主分類號： | G01N27/12 | 分類號： | G01N27/12;C01B25/37;C01G19/02 |
| 代理公司： | 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100 | 代理人： | 白冬冬 |
| 地址： | 132012 吉*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 摻雜 磷酸 氧化 氣體 傳感器 材料 制備 方法 | ||
一種摻雜磷酸銀的二氧化錫氣體傳感器氣敏材料的制備方法，屬于氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是通過在氣體傳感器SnO2材料中摻雜Ag3PO4，從而能夠增加SnO2氣體傳感器靈敏度的摻雜磷酸銀的二氧化錫氣體傳感器氣敏材料的制備方法。本發(fā)明步驟是：制備對硫化氫感性的氧化錫前驅(qū)體溶液、對硫化氫感性的氧化錫前驅(qū)體溶液進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)、制備對硫化氫感性的氧化錫前驅(qū)體、制備對硫化氫感性的氧化錫、制備對硫化氫感性的磷酸銀摻雜氧化錫材料。本發(fā)明的制備方法簡單，價格低廉，該材料所制得的傳感器對硫化氫的響應(yīng)度和選擇性遠(yuǎn)高于其他金屬氧化物，在氣體傳感器領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，提高人們的生活水平，空氣污染程度越來越嚴(yán)重。硫化氫是一種無色、劇毒、酸性的氣體。低濃度的硫化氫會損害人的嗅覺，高濃度的硫化氫會使嗅覺神經(jīng)麻木。因此，對其濃度的準(zhǔn)確測量是必要的。然而，目前的氣敏傳感器在工作溫度、靈敏度和響應(yīng)恢復(fù)等方面的性能受到限制。因此，高靈敏度和高重復(fù)性的傳感器需要進(jìn)行更深入的探索。一方面，如果傳感器在高工作溫度下工作，對易燃易爆氣體的測量會有危險。另一方面，高靈敏度的傳感器有利于氣體的測量。
基于金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)的氣體傳感器具有易制造、便攜、快速、高響應(yīng)的特點，所以在氣體檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，主要的MOS材料有SnO2、ZnO、In2O3、WO3、TiO2等，其中SnO2是應(yīng)用最廣、研究最多的氣敏材料。基于SnO2的傳感器的傳感機制是基于其表面電導(dǎo)率的變化。在空氣中，氧分子被化學(xué)吸附，并從SnO2表面解離，形成氧吸附劑，使表面的電子耗盡，從而導(dǎo)致SnO2的電導(dǎo)率下降。當(dāng)傳感器暴露在含有硫化氫的環(huán)境中時，吸附的氧與還原性氣體之間的表面反應(yīng)會改變SnO2的表面電導(dǎo)率。因此，可以根據(jù)SnO2表面電導(dǎo)率的變化來確定還原氣體的濃度。
研究人員通過改變SnO2材料的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)、負(fù)載貴金屬、摻雜金屬元素、與氧化物半導(dǎo)體材料復(fù)合等方法對其進(jìn)行改性，以提高其氣敏性能。多篇報道關(guān)注了摻雜了Ag、Au和Pt等貴金屬的SnO2材料的氣敏性能。例如，Hwang等人(Hwang I S , Choi J K , Woo HS , et al. Facile Control of C2H5OH Sensing Characteristics by DecoratingDiscrete Ag Nanoclusters on SnO2 Nanowire Networks[J]. ACS Applied Materials Interfaces, 2011, 3(8):3140-3145.)，研究了Ag裝飾對SnO2納米線氣敏性能的影響。他們發(fā)現(xiàn)，Ag裝飾層的引入改善了傳感器對C2H5OH的響應(yīng)。Yu等(Yu Y T , Dutta P .Synthesis of Au/SnO2 core–shell structure nanoparticles by a microwave-assisted method and their optical properties[J]. Journal of Solid StateChemistry, 2011, 184(2):312-316.)，采用微波沉淀法和常規(guī)沉淀法制備了Au/SnO2芯殼結(jié)構(gòu)納米顆粒，是一類新型的氣體傳感材料。然而，性能上都有所缺陷，不利于這一類氣體傳感器的發(fā)現(xiàn)。
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