[发明专利]纳米复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料用作氢气传感器件的气敏层材料，包括交联结合的金属氧化物纳米颗粒和碳纳米管，所述纳米复合材料具有如下化学结构单元：M@(NH-R-SiO₃)_nC_m或M@(S-R-SiO₃)_nC_m；其中，M为金属氧化物纳米颗粒，@表示NH-R-SiO₃或S-R-SiO₃与金属氧化物纳米颗粒表面的金属元素交联结合，C_m为碳纳米管，R为烃基或烃基衍生物，nm；所述碳纳米管的管长与管径比为30-200。

2.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述碳纳米管的管长与管径比与所述金属氧化物纳米颗粒的质量比为100：(200-400)mg。

3.如权利要求1或2所述的纳米复合材料，其特征在于，所述R选自-(CH₂)₃-、-(CH₂)₂-、-(CH₂)₃NH(CH₂)₃-、-(CH₂)₂NH(CH₂)₃-中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的纳米复合材料，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒为n型金属氧化物纳米颗粒，和/或所述金属氧化物纳米颗粒的粒径小于100nm。

5.如权利要求4所述的纳米复合材料，其特征在于，所述的金属氧化物纳米颗粒选自SnO₂、ZnO、WO₃、V₂O₅或Cr₂O₃。

6.如权利要求4所述的纳米复合材料，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒中含有金属掺杂元素，所述金属掺杂元素选自Pt、Pb中的至少一种。

7.如权利要求5所述的纳米复合材料，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒中含有金属掺杂元素，所述金属掺杂元素选自Pt、Pb中的至少一种。

8.一种纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米复合材料用作氢气传感器件的气敏层材料，包括以下步骤：

提供金属氧化物纳米颗粒和碳纳米管，对所述碳纳米管进行表面羟基修饰处理，得到羟基化碳纳米管；其中，所述碳纳米管的管长与管径比为30-200；

将所述羟基化碳纳米管与硅烷偶联剂混合后脱水，制备得到硅烷偶联剂修饰的碳纳米管，所述硅烷偶联剂修饰的碳纳米管具有如下化学结构单元：(NH₂-R-SiO₃)_nC_m或(SH-R-SiO₃)_nC_m，其中R为烃基或烃基衍生物，n＜m；

将所述金属氧化物纳米颗粒和所述硅烷偶联剂修饰的碳纳米管混合，在碱性条件下，所述金属氧化物纳米颗粒表面的金属元素与所述碳纳米管通过硅烷偶联剂交联结合，形成纳米复合材料。

9.如权利要求8所述的纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述羟基化碳纳米管的通式为C_m(OH)_n，所述n、m满足：nm。