[发明专利]一种刺球状钴酸钇微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，特别涉及一种刺球状钴酸钇微球的制备方法。

背景技术

在过去的几十年中，经济的飞速发展使人民的生活水平不断改善，但是经济增长的代价是人们赖以生存的环境的不断恶化。汽车尾气排放出的大量有害气体，传统重工业排放的废气，天然气、沼气等大量使用的易燃易爆气体等等，为了能够检测出这些危险或有害的气体，都迫切需要我们对高灵敏度、高稳定性、成本低廉的气敏传感器不断深入地研究，特别需开发出新材料体系、新的形貌结构气敏材料，而YCoO₃型钙钛矿因具有稳定性好，可掺杂改性等优点作为气敏材料引起了科学家的广泛关注。

1974年，Demazeau等首次通过在高压力氧化气氛条件下通过固相反应合成YCoO₃(G.Demazeau,M.Pouchard,and P.Hagenmüller,Solid State Chem.9,202,1974)。在1988年Thornton等报道了通过使用氯化钇和氰高钴酸钾作为起始原料制备YCoO₃(G.Thornton,F.C.Morrison,S.Partington,B.C.Tofield,and D.E.Williams,Phys.C,Solid State Phys.21,2871,1988)。在2004年，Buassi-Monroy等报道了使用YCoO₃·6H₂O和Co(NO₃)·6H₂O作为原料通过凝胶溶胶法合成YCoO₃粉体(O.S.Buassi-Monroy,C.C.Luhrs,A.Chaávez-Chaávez,and C.R.Michel,Mater.Lett.58,716,2004)。他们发现在低于800℃的温度制得的粉体的X射线粉末衍射(XRD)仅显示出Co₃O₄和Y₂O₃相应的峰，在900℃时是主相YCoO₃的多晶。他们还发现从室温到700℃这种钙钛矿型的YCoO₃的电学性能发生变化，在氧存在的条件下其电导率增加，这表明其具有氧敏感能力且可用于气体传感器。在2015年，Tommaso Addabbo等通过溶胶凝胶法制备YCoO₃并与氧化和还原性气体如CO、NO、NO、CH₄进行反应，并且是在氮气的惰性环境和空气氧气氛下进行的(T.Addabbo,F.Bertocci,A.Fort,M.Gregorkiewitz,M.Mugnaini,R.Spinicci,V,Vignoli,Sensors and Actuators B,221,1137-1155,2015)。在温度范围为100-380℃的测试环境中所有的YCoO₃基气敏传感器都表现出p型半导体的性质。在高的温度范围内所有的YCoO₃研究材料与CO发生反应并具有快速的响应速度，与NO_x反应的最佳温度范围是160℃-200℃，即使在这样低的温度下，它的响应和恢复时间都是令人满意的。但是与CH₄反应得到的结果要比CO和NO_x两种慢很多，基于YCoO₃材料的气体传感器被证明对环境湿度不敏感。