[發(fā)明專利]一種鐵酸鈣氣體傳感材料、制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110030373.3
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112811472B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭威威;雒潤東;黃苓莉
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶工商大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;C01G49/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 唐開平

本發(fā)明公開了一種鐵酸鈣氣體傳感材料、制備方法和應用，該氣體傳感材料為納米立方體結(jié)構(gòu)。制備方法是將氯化鈣、氯化鐵按摩爾數(shù)比為1∶2加入到乙醇和蒸餾水的混合溶液中，磁力攪拌至少20分鐘；轉(zhuǎn)入反應釜，加熱溫度為140~180℃，保溫12小時以上；反應結(jié)束后，冷卻到室溫，經(jīng)固液分離、干燥、研磨。鐵酸鈣氣體傳感材料通過簡單的一步水熱法合成，形貌結(jié)構(gòu)獨特，呈納米立方體結(jié)構(gòu)，用于檢測還原性氣體（甲醛、甲苯、氫氣、一氧化碳、二氧化硫、氨氣、丙酮），對甲醛表現(xiàn)出最優(yōu)良的氣敏性能，應用于氣體檢測技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣體檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種甲醛傳感材料和該材料的制備方法。

背景技術(shù)

甲醛是一種致癌致畸氣體，即使在低濃度的情況下，也會導致嚴重的健康問題。因此，開發(fā)一種有效檢測甲醛濃度的氣體傳感材料對人類健康和室內(nèi)環(huán)境保護都至關(guān)重要。

CaFe₂O₄（鐵酸鈣）是一種p型三元金屬氧化物半導體材料，具有優(yōu)異的導電性、電子流動性、光學性能和窄禁帶寬度等特點。CaFe₂O₄在光催化、電化學和光電化學等領(lǐng)域已經(jīng)表現(xiàn)出出色的應用。

根據(jù)文獻“Orthorhombic CaFe₂O₄: A promising p-type gas sensor[J]”， A. ?utka, M. Kodu, R. P?rna, R. Saar, I. Juhnevica, R. Jaaniso, V. Kisand, Sens.Actuators B Chem. 224 (2016) 260-265. （“正交CaFe₂O₄是一種很有前途的p型氣體傳感器”，安德里斯·蘇特卡，Sensors and Actuators B: Chemical，第224期，第260-265頁，2016年）記載：?utka等人用溶膠自動燃燒法合成了CaFe₂O₄粉末，CaFe₂O₄在200°C下對100ppm乙醇表現(xiàn)出高響應（41.5）。

文獻“Visible Light-Driven p-Type Semiconductor Gas Sensors Based onCaFe₂O₄ Nanoparticles[J]”，Qomaruddin, O. Casals, A. ?utka, T. Granz, A. Waag,H. S. Wasisto, J. D. Prades, C. Fàbrega, Sensors 20 (2020). （“基于 CaFe₂O₄納米粒子的可見光驅(qū)動p型半導體氣體傳感器”，喬馬魯丁，Sensors，第20期，2020年），記載：Qomaruddin等人用溶膠凝膠自動燃燒法合成了納米粒子結(jié)構(gòu)的CaFe₂O₄，該CaFe₂O₄納米粒子保持了各向異性形狀，其粒徑大小不均勻，分布范圍廣。

盡管CaFe₂O₄材料的氣敏特性在氣體傳感器領(lǐng)域已經(jīng)有了研究，但是，不同形貌結(jié)構(gòu)的CaFe₂O₄用于檢測各種還原性氣體的氣敏特性研究還遠遠不夠。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種鐵酸鈣氣體傳感材料，它能有效檢測甲醛濃度。本發(fā)明還提供一種鐵酸鈣氣體傳感材料的制備方法和應用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的一種鐵酸鈣氣體傳感材料為納米立方體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供的一種制備鐵酸鈣氣體傳感材料方法，包含以下步驟：