[發明專利]一種花狀V2

在審

• 申請號: 202011050513.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112255279A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 孟丹;喬桐桐;傘曉廣;鞏曉輝;游宇
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種花狀V₂O₅微球的制備及其在丙酮氣體傳感器應用，涉及金屬氧化物的制備及氣體傳感器應用，發明采用水熱合成方法，以NH₄VO₃為釩源，PVP和檸檬酸為調節劑，在陶瓷片基底表面原位合成形貌結構良好的狀微球結構的V₂O₅。該生產工藝制備的氣敏元件可有效避免敏感材料在使用的過程中的脫落、器件穩定性差等弊端，并且整個生產過程成本低廉、操作簡單易行、適于大規模生產。使用本發明制備得到此花狀微球結構V₂O₅具有較高的孔隙率，增大了材料的比表面積，有利于氣體的吸附與脫附，在丙酮氣體檢測上表現出良好的敏感特性，具靈敏度高、響應?恢復時間快、穩定性好等優點，同時，傳感器元件的體積較小，工藝簡單，適于大批量生產，在制備集成化的高性能氣體傳感器領域展現廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種金屬氧化物的制備及氣體傳感器應用，特別是涉及一種花狀V₂O₅微球的制備及其在丙酮氣體傳感器應用。

背景技術

V₂O₅是一種常見的半導體材料，由于其特殊的層狀結構、可變的價態、及其在電學、光學、物理化學等方面具有奇異的性質，使其在各個領域得到了廣泛的研究。目前，V₂O₅材料已廣泛應用于鋰離子電池、電容器、抗靜電涂層、電壓開關、以及電致變色顯示器件等領域。近幾年來，V₂O₅因其具有獨特的結構和氣致變色特性，在氣體傳感器的研究方面越來越受到人們的重視。為了滿足氣體檢測發展需求，各種結構和形貌的V₂O₅納米材料，如納米粒子，納米帶，納米針，納米塊，V₂O₅薄膜被制備出來并用于氣體傳感器的研究。而在眾多V₂O₅納米/微米結構中，V₂O₅分級多孔結構的具有大的比表面積、高的孔隙率、良好的滲透性和抗團聚性等結構和功能優勢，使其在氣體傳感器領域表現出良好的應用前景。因此，開發簡單且可控的方法來設計和制備V₂O₅分等級結構的，并將其用于環境中各種有毒有害氣體的監測，具有十分重要的意義。

從環境保護和人類安全的角度看，揮發性有機物的快速檢測和識別方法已成為當前的研究熱點。丙酮在工業和實驗室中廣泛用作溶劑，化學中間體和工業產品，但作為一種有毒揮發性氣體，它能夠通過皮膚的呼吸和消化系統進入人體，對人體造成巨大的傷害。此外，近年來隨著醫學診斷無損化的不斷發展，使用氣體傳感器檢測某些特定的呼氣標志物的濃度已經成為實現非侵入式、實時、廉價診斷和早期預防疾病的重要手段。丙酮為糖尿病呼出氣體中的特定生物標志物氣體，可通過患者呼出氣體丙酮含量進行分析，實現對糖尿病的無創診斷，并且將其應用于我們的日常體檢中，也會變得更加的實時而有效。當前，已經開發了許多用于檢測和分析丙酮的方法，氣相色譜法是快速準確測量的主要方法。但是，此過程中所需的儀器昂貴且復雜，不方便對丙酮進行快速實時檢測和分析。因此，開發靈敏度高、選擇性和穩定性好的丙酮氣體傳感器，可為我國智慧安全、智慧環保、智慧醫療和健康家居的建設方面，提供有力的技術支持。

發明內容

本發明的目的在于提供一種花狀V₂O₅微球的制備及其在丙酮氣體傳感器應用，本發明通過一步水熱法在陶瓷片電極的表面原位生長V₂O₅微球，并將其制備成氣體傳感器，用于丙酮氣體的檢測。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種陶瓷片電極表面原位生長花狀微球結構V₂O₅的制備方法，該方法具有以下的過程和步驟：