[發明專利]WO3

在審

• 申請號: 202310628577.6
• 申請日: 2023-05-31
• 公開（公告）號: CN116642928A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 王思亮;嚴文龍;夏昌岳;孫創;黃志祥;任信鋼;曾瑋;桂鵬彬;陳志亮
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 孫永剛

本發明公開了一種WOsubgt;3/subgt;/Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/graphite復合材料及制備與應用，復合材料中WOsubgt;3/subgt;納米顆粒和Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;納米顆粒緊密地附著在石墨片上，該氣敏材料具有較大的比表面積以及更多地氣體相互作用中心。Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;納米顆粒占WOsubgt;3/subgt;納米顆粒和Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;納米顆粒總質量的2?12％。通過簡單的摻雜與攪拌，即可直接用作氣敏材料。其應用于檢測2?CEES氣體時，該氣體傳感器的最佳工作溫度為340℃。在工作溫度為340℃時，該氣體傳感器對濃度為5.70ppm的2?CEES氣體的響應時間為5s，恢復時間為42s，靈敏度為69％。

技術領域

本發明涉及氣體傳感器技術領域，具體涉及一種基于WO₃/Al₂O₃/graphite的復合材料以及其在檢測2-CEES氣體傳感器的應用。

背景技術

有毒有害氣體根據人體毒性機制可分為起泡劑、神經毒劑、血液毒劑和肺部毒劑。二氯二乙基硫醚，起泡劑的俗稱。皮膚是中毒的主要靶器官之一。通過皮膚、呼吸道和消化道吸收了大劑量的二氯二乙基硫醚可導致全身吸收中毒。所以必須要對二氯二乙基硫醚進行檢測和實時監測，以免其存在于大氣中，對人類和環境造成傷害。由于有毒有害氣體的毒性很大，在實驗室中直接使用有毒有害氣體進行實驗是非常危險的。因此，在實驗中通常使用物理化學性質和結構都類似于有毒有害氣體的模擬物，并且這類模擬物的毒性比較小，能夠在實驗中使用。化學氣體2-氯乙基硫醚(2-CEES)通常用于二氯二乙基硫醚的模擬物。在之前的文章中也報道了一些用于檢測2-CEES氣體的半導體金屬氧化物氣體傳感器。例如，Patil等人報道了通過鉑摻雜CdSnO₃薄膜用來檢測2-CEES氣體。但該氣體傳感器對濃度為4ppm的2-CEES氣體靈敏度僅為33.46，恢復時間為125s，這表明該氣體傳感器對2-CEES氣體的響應較低，并且恢復性較差。又如Yoo等人報道，通過水熱法合成了摻雜Al的ZnO納米顆粒，用于檢測2-CEES氣體。然而，該氣體傳感器的工作溫度為500℃，恢復時間為127s。這表明該氣體傳感器所需的工作溫度過高，并且恢復效果也不佳。再如Aliha等人報道，制造了一種基于SnO₂的半導體厚膜氣體傳感器，用于檢測氯化揮發性有機化合物。然而，該氣體傳感器的響應時間為50s，并且恢復時間為1200s以及沒有研究其選擇性。

發明內容

針對現有技術中遇到的上述問題，本發明提供了一種具有高響應、恢復性好和選擇性好的WO₃/Al₂O₃/graphite復合材料及其在對于2-CEES的氣體傳感器應用。WO₃/Al₂O₃/graphite是一種復合材料，具有更多的氣體相互作用中心和較大的比表面積，在2-CEES氣體傳感器方面表現出出色的應用潛力，且制備方法簡單。

具體的，本發明采用下述技術方案實現：

本發明的WO₃/Al₂O₃/graphite復合材料，WO₃納米顆粒和Al₂O₃納米顆粒緊密地附著在石墨片上，該氣敏材料具有較大的比表面積以及更多的氣體相互作用中心，對2-CEES氣體的響應更靈敏。其中，WO₃粒徑不大于100nm，Al₂O₃,γ型,10-50nm為佳。Al₂O₃納米顆粒占WO₃納米顆粒和Al₂O₃納米顆粒總質量的2-12％為佳，2-8％更佳，4-5％極佳，4％最佳。