[發(fā)明專利]一種球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物的制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210665604.2
• 申請(qǐng)日: 2022-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN115072772A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉俊芳;蘆曉芳;段云青;孟憲嬌;李嘉博;毛妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G23/053
• 分類號(hào): C01G23/053;C01G19/02;B01J13/02;G01N27/12
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王寧寧

本發(fā)明公開了一種球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物的制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用，屬于氣敏材料技術(shù)領(lǐng)域；將錫源、鈦源溶于溶劑中，之后加熱，反應(yīng)得到所述球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物；本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的溶劑熱合成法，通過改變錫源和鈦源的比例，得到了一系列球形核殼結(jié)構(gòu)、具有高比表面的錫鈦氧化物，其對(duì)三乙胺，乙醇，丙酮及甲醛具有良好的氣敏響應(yīng)性能，是一種新的高效氣敏傳感材料，可作為一種良的氣敏傳感器的材料源，在氣敏傳感領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益；本發(fā)明方法簡(jiǎn)單易行，成本低廉，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)率高，重復(fù)性和一致性好，適于廣泛推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣敏材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物的制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體復(fù)合納米材料的光催化和化學(xué)傳感性能與單物質(zhì)的性能相比，具有明顯的優(yōu)越性。同時(shí)，晶面復(fù)合對(duì)提升半導(dǎo)體納米材料的活性具有非常重要的科學(xué)意義和巨大的應(yīng)用價(jià)值。目前已有較多的科研工作者在復(fù)合材料的研發(fā)制備方面做出了一系列的突出貢獻(xiàn)，但復(fù)合材料與晶面復(fù)合間的關(guān)系始終是模糊不清的。

TiO₂屬于六方晶系的剛玉型結(jié)構(gòu)，是一種重要的n型半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度約為3.0～3.2eV。由于其獨(dú)特的磁學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，TiO₂廣泛應(yīng)用于氣敏傳感、光催化、吸附及鋰離子電池等領(lǐng)域。

氧化錫四方、六方或斜方晶系，是一種優(yōu)秀的透明導(dǎo)電材料。SnO₂是n型寬能隙半導(dǎo)體，禁帶寬度為3.5-4.0eV，可見光及紅外透射率為80％，等離子邊位于3.2μm處，折射率2，消光系數(shù)趨0。SnO₂附著力強(qiáng)，與玻璃和陶瓷的結(jié)合力可達(dá)20MPa，莫氏硬度為7～8，化學(xué)穩(wěn)定性好，可經(jīng)受化學(xué)刻蝕。SnO₂作為導(dǎo)電膜，其載流子主要來自晶體缺陷，即O空位和摻雜雜質(zhì)提供的電子。為了提高其導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，常進(jìn)行摻雜使用，如SnO₂:Sb、SnO₂:F等。

然而，納米結(jié)構(gòu)單元組裝的Sn_xTi_1-xO₂-Ti_xSn_1-xO₂球形核殼分級(jí)結(jié)構(gòu)及晶面分析其關(guān)聯(lián)性至今未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供了一種球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物的制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物的制備方法，包括以下步驟：將錫源、鈦源溶于溶劑中，之后加熱，反應(yīng)得到所述球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物。

優(yōu)選的，所述錫源包括SnCl₄.5H₂O，所述鈦源包括鈦酸正丁酯，所述溶劑包括乙醇。

優(yōu)選的，所述錫源、鈦源與溶劑的物質(zhì)的量之比為(1.2～2.2)∶3.0∶170。

優(yōu)選的，所述錫源、鈦源與溶劑的物質(zhì)的量之比為1.8∶3.0∶170。

優(yōu)選的，所述加熱至140～220℃，所述反應(yīng)時(shí)間為24～48h。

優(yōu)選的，所述加熱至180℃，所述反應(yīng)時(shí)間為24h。

本發(fā)明同時(shí)提供了一種根據(jù)上述所述的制備方法制備得到的球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物。

優(yōu)選的，所述球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物為Sn_xTi_1-xO₂-Ti_xSn_1-xO₂，即所述球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物的核與殼結(jié)構(gòu)中均含有Ti、Sn、O三種元素球形核殼。

本發(fā)明還提供了一種氣敏傳感器，包括上述所述的球形核殼結(jié)構(gòu)錫鈦氧化物。