[发明专利]一种应用于电阻式气体传感器的导电金属有机骨架材料

说明书

本发明的应用于电阻式气体传感器的铟基导电金属有机骨架材料及其制备方法属于化学、材料科学和电子科学等研究的交叉领域。本发明合成的新型铟基导电金属有机骨架材料具有规则的周期性骨架结构和可调控的粒子尺寸，本发明方法操作简便，节约成本，在组装电阻式气体传感器等技术领域具有重要应用。所组装的电阻式气体传感器具有响应范围宽，响应速度快，重复性好，室温操作等特点，尤其可选择性传感检测易挥发有机胺类有害物质。

技术领域

本发明属于化学、材料和电子等技术领域，具体涉及一种稳定的导电金属有机骨架材料制备方法及气体传感应用。

背景技术

气体传感在工业生产、过程控制、环境监测、食品质量检测、医疗分析方面具有重要应用。目前，气体传感材料种类很多，例如：陶瓷材料、半导体材料、聚合物材料等。但是，探索适应实际应用的高响应的气体传感材料仍然是一种挑战，特别是在商业领域。半导体和陶瓷材料的响应和恢复能力强，但是，浓度和阻抗之间的线性关系并不理想，与此相比，其他材料的响应、恢复都相对较慢。因此，开发响应速度快、恢复能力强、可测范围广、选择性好的气体传感材料已成为传感领域的迫切需求。

金属有机骨架材料(MOFs)是一类由无机金属节点和有机桥连配体通过配位自组装得到的具有周期性结构的新型纳米多孔材料,它兼具了无机和有机材料的性能。MOFs具有大的比表面积，多孔性，敞开的窗口和化学成分稳定等诸多性能,因此它具备了其它无机多孔材料所不能比拟的优势。MOFs具有丰富的化学组成，结构中的官能团具有多种多样的功能性从而利于实现其预期功能，而且MOFs在许多方面有很好的应用前景，特别是气体传感材料方面。目前已经报道的MOFs传感性能主要集中于荧光传感研究。从便携性和可操作性考量，商业化的传感器主要集中于电阻式传感器。因此，新型的能够应用于电阻式气体传感器的导电金属有机骨架化合物是能够实现这类应用的前提。然而到目前为止，具有电导能力的MOFs材料极少报道。基于此，我们设计制备了一种新型的导电金属有机骨架材料，并以该材料组装电阻式气体传感器，实现对有害气体的高选择性传感应用。

发明内容

本发明的目的是，克服常见气体传感材料选择性差、响应速度慢、恢复时间长、非室温操作等问题，提供了一种室温操作，快速响应，高选择性的新型金属有机骨架类气体传感材料及其制备方法。并用此材料组装电阻式气体传感器对有害气体进行高选择性检测。

本发明所述的新型铟金属有机框架材料是9,10-二(乙炔基间苯二酸)蒽-铟，制备方法简单方便。

本发明还提供该新型导电金属有机框架材料作为气体传感器的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种作为电阻式气体传感器的导电铟金属有机骨架材料，其分子式为(InL)₂·2(H₃O)·H₂O·2DMF(以下简称化合物1)，其结构式如下：

该新型导电金属有机框架材料属于三斜晶系，P-1空间群。

本发明的用于气体传感的导电金属有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：将铟盐与有机配体9,10-二(乙炔基间苯二酸)蒽溶于有机溶剂中，加入酸调节，于50～120℃反应48～170小时得到铟金属有机骨架材料；所述的有机溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺，N,N’-二甲基乙酰胺，N,N’-二乙基甲酰胺及二甲基亚砜中的一种；所述的铟盐为氯化铟，乙酸铟，硫酸铟和硝酸铟的一种；所选的酸为硝酸,盐酸，六氟磷酸和氟硼酸的一种。铟盐、有机配体、有机溶剂、酸的摩尔比为：1:0.5～10:0.1～10:0.1～10。