[發明專利]一種基于SnO2

在審

• 申請號: 202310430701.8
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116559243A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 孟丹;欒坤喜;鄒欣明;邢雨婷;胡祚華;郭全麒
• 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

一種基于SnO₂納米顆粒甲醛氣體傳感器制備方法，涉及一種氣體傳感器制備方法，本發明在氣敏材料的設計與制備過程中，采用高效溶膠?凝膠法，通過改變原材料比例構建最佳形貌結構，使其具有優異的氣敏性能。整個生產過程工藝簡單、成本低廉、可控性好、無毒無害，制備的材料純度高、結晶度高、分散性好，適合大規模工業化生產。本發明制備的SnO₂納米顆粒對甲醛表現出較高的靈敏度、良好的選擇性、良好的重復性和穩定性以及較快的響應?恢復特性，使其在檢測環境中的甲醛氣體方面展現出廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種氣體傳感器制備方法，特別是涉及一種基于SnO₂納米顆粒甲醛氣體傳感器制備方法。

背景技術

甲醛(HCHO)是一種有機化合物，在室溫下是無色、有刺激性氣味的有毒氣體。其除可直接用作消毒、殺菌、防腐劑外，還是有機合成、建筑、紡織、涂料、農藥等行業的原料，廣泛存在日常生活中。甲醛被稱為“室內污染的第一殺手”，如室內裝飾常用的人造板、油漆、地毯和壁紙等當中都含有甲醛。其長期接觸下對人體的皮膚、眼部、呼吸道、神經系統等有很大的危害，并且甲醛作為致癌物，還會增加人體患癌的風險，對于孕婦、小兒等特殊人群，危害更加明顯。研究結果表明當長時間接觸濃度超過0.08?ppm的甲醛時，兒童就會產生輕微氣喘；當甲醛濃度超過0.14?ppm時，會引起鼻、咽、喉支氣管等部位不適；當甲醛濃度超過0.67?ppm時，就會刺激眼睛眼睛引起流淚；當濃度超過0.8?ppm，將引起嗓子疼痛、惡心、嘔吐、肺水腫等嚴重情況；當濃度達到40?ppm時，將致人快速死亡。因此，為了減少環境污染、保障人體健康，有必要在工業生產及復雜環境中對痕量的甲醛進行有效的監控。金屬氧化物半導體(MOSs)的化學電阻式氣體傳感器對目標氣體具有靈敏度高、穩定性好、成本低、制造簡單、設備靈活等優點，在實時監測有機揮發性氣體方面極具潛力，已成為當今應用最普遍和最實用的一類氣體傳感器。敏感材料是影響氣體傳感器性能的主要因素。SnO₂作為一種典型的n型半導體金屬氧化物，在氣體傳感、電化學和催化劑等領域得到了廣泛的研究與應用。特別是SnO₂納米材料具有高比表面積和高活性位點，由于其優異的化學熱穩定性和較高的電子遷移率，是非常好的候選材料，具有潛在應用前景。

因此，采用簡單易于工業化生產的方法制備SnO₂納米材料，并獲得能夠在較低工作溫度下有效工作的SnO₂氣體傳感器，研究其對甲醛這類易揮發有機化合物的敏感性能具有重要的經濟價值和社會價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于SnO₂納米顆粒甲醛氣體傳感器制備方法，本發明用溶膠-凝膠法通過改變原材料比例構建最佳形貌結構，使其具有優異的氣敏性能。所用的設備簡單、成本低廉，產品純度高，適合進行大規模的工業化生產。同時，基于SnO₂納米顆粒氣體傳感器對甲醛氣體顯示出了較好的檢測特性，為環境空氣中以及室內甲醛含量在線監測提供一種簡單、快速的技術手段。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于SnO₂納米顆粒甲醛氣體傳感器制備方法，所述方法包括以下過程：

（1）制備SnO₂納米顆粒，步驟如下：

步驟一：按物質的量比為n（錫鹽）：n（檸檬酸）=1:2.5稱取氯化亞錫和檸檬酸，分別溶解在無水乙醇中，磁力攪拌直至完全溶解，獲得氯化亞錫溶液和檸檬酸溶液；

步驟二：將步驟一獲得的檸檬酸溶液按1滴/2s的速度緩慢滴入步驟一獲得的氯化亞錫溶液中，使其充分反應，靜置48?h；

步驟三：真空抽濾步驟二靜置后的產物，收集SnO₂納米顆粒，并用去離子水、乙醇各洗滌3次，置于160?℃的烘箱中烘干；

步驟四：將步驟三獲得的樣品放入馬弗爐400?℃煅燒2?h，得到目標產物；將其保存在干燥器中以待進行分析檢測；

（2）制備甲醛氣體傳感器，步驟如下：