[发明专利]Mn掺杂二氧化锡气敏材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明提供一种Mn掺杂二氧化锡气敏材料的制备方法及其产品和应用，用四氯化锡、高锰酸钾和草酸作为前驱体，通过水热法进行合成，再经双氧水处理和退火处理而成，本发明的特点利用Mn对甲醛良好的催化活性，同时结合表面氧空位的调节，通过对制备工艺的控制，获得的Mn掺杂纳米SnO₂在较低的温度下对甲醛具有良好的气敏性能本发明所制备的Mn掺杂纳米SnO₂，有丰富的Mn活性位点，且具有很高的氧空位浓度，在180℃的温度下，对甲醛有良好的灵敏度和选择性。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，涉及一种Mn掺杂二氧化锡气敏材料的制备方法及其产品和应用，该材料甲醛气体检测敏感度高。

背景技术

在半导体气敏材料研究领域，氧化锡（SnO₂）因其易于调控，选择性强、稳定性好、灵敏度高等优点，长期成为研究热点。SnO₂纳米气敏材料的气敏机理可以用耗尽层模型进行解释。SnO₂表面的氧空穴可以成为导带的电子授体，从而使该材料成为n型半导体。因此，在实际应用中，可通过掺杂元素提供表面活性位、调节表面氧空位等方式，提升其气敏性能。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种Mn掺杂二氧化锡气敏材料的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种Mn掺杂二氧化锡气敏材料的制备方法，其特征在于，用四氯化锡、高锰酸钾和草酸作为前驱体，通过水热法进行合成，再经双氧水处理和退火处理而成，包含以下步骤：

（1）将4mmol四氯化锡和10mmol草酸溶于100ml冰水中，充分搅拌，再加入0.1-0.4mmol高锰酸钾，充分搅拌1小时；

（2）将步骤（1）中溶液转入水热反应釜中，密封，然后将反应釜置于180℃下，水热反应一段时间，然后冷却至室温；

（3）将步骤（2）所制备的粉末，离心、洗涤；

（4）将步骤（3）所制备的样品，加入30%双氧水中浸渍一段时间；

（5）将步骤（4）所制备的样品，离心、洗涤，在400℃条件下退火一段时间，得到Mn掺杂二氧化锡气敏材料。

在上述方案基础上，步骤（2）所述水热反应，时间为12-24小时。

步骤（4）所述在双氧水中浸渍，时间为10-30分钟。

步骤（5）所述在400℃条件下退火，时间为1-2小时。

本发明提供一种Mn掺杂二氧化锡气敏材料，根据上述任一所述方法制备得到。

本发明提供一种Mn掺杂二氧化锡气敏材料在甲醛气体检测中的应用。

本发明优越性在于：利用Mn对甲醛良好的催化活性，同时结合表面氧空位的调节，通过对制备工艺的控制，获得的Mn掺杂纳米SnO₂在较低的温度下对甲醛具有良好的气敏性能。本发明所制备的Mn掺杂纳米SnO₂，有丰富的Mn活性位点，且具有很高的氧空位浓度，在180℃的温度下，对甲醛有良好的灵敏度和选择性。

附图说明

图1为实施例1所制备Mn掺杂纳米SnO₂颗粒的TEM图片；

图2为实施例1所制备Mn掺杂纳米SnO₂颗粒的气敏性能图。

具体实施方式

实施例1