[发明专利]一种SnO2

说明书

本发明属于气敏材料技术领域，具体涉及一种SnO₂纳米管气敏材料及其制备方法与应用。本发明利用光化学反应获得金属Sn纳米棒、水浴法氧化纳米棒表面获得Sn‑SnO₂核‑壳结构纳米棒以及酸刻蚀去除金属Sn获得SnO₂纳米管气敏材料，用于解决现有技术中制备一维纳米气敏材料时对高温和表面活性剂的依赖与难以重复生产的问题。所述的制作方法温和、操作简单、成本低、极易大批量生产、成品率高，改善了目前一维纳米气敏材料加工过程中能耗高、原料多、步骤繁琐以及难以重复加工与批量加工方面的缺陷，从而简化了气体传感器的加工流程，有助于获得稳定、高效的气体传感器。

技术领域

本发明属于气敏材料技术领域，具体涉及一种SnO₂纳米管气敏材料及其制备方法与应用。

背景技术

日常生活中，燃烧、爆炸、泄露等产生的毒性气体，如：NO_x、 SO_x、CO、H₂等弥漫在空气中，严重影响人们的健康生活。尤其是 NO₂，其浓度大于20ppm时就会导致中毒。针对有害气体的检测手段及方法，早已提上日程，社会对监测这方面的需求也日益增加，很多科学家已着力研发选择性高、灵敏度高的气体传感器。近年来，研究者在气敏传感器材料领域做了深入研究，尤为对半导体气敏材料颇为关注，如SnO₂、ZnO、WO₃、CuO、Fe₂O₃等，通过与被检测气体发生物理吸附及化学反应，引起半导体材料内部载流子运动，导致电阻、电流等发生相应的变化，从而达到检测毒性有害气体的目的。

SnO₂作为应用最广泛的气敏材料，可对H₂、CO、NO₂、C₂H₂、 H₂S、NH₃、CH₄、天然气等还原性、可燃性和有毒气体进行全面检测。 SnO₂纳米管优点是相比SnO₂颗粒，SnO₂棒，具有大的比表面积，具有高的气体敏感性能。现有制备SnO₂纳米管的方法需要高温高压并需要添加表面活性剂，制备方法较为复杂和繁琐，且制备的气体传感器性质不稳定且难以重复生产。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于光化学反应制备 SnO₂纳米管气敏材料的方法及应用，包括在氮气保护的密闭容器中通过光照获得金属Sn纳米棒、水浴法氧化纳米棒表面获得Sn-SnO₂核-壳结构纳米棒、酸刻蚀去除金属Sn获得SnO₂纳米管以及将SnO₂纳米管加工成气体传感器并用与气体检测。凭此，用于解决现有技术中制备一维纳米气敏材料加工过程中能耗高、原料多、步骤繁琐以及难以重复加工与批量加工方面的问题。

本发明的技术方案为：

一种SnO₂纳米管气敏材料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将硫酸亚锡加入到石英锥形瓶中，然后加入硫酸溶液，超声溶解，组成前驱液；

(2)往瓶内充氮气，瓶口上涂抹凡士林，盖上玻璃塞密封，制造无氧环境并隔绝空气；

(3)锥形瓶置于暗处并用紫外灯照射，使其液面生成主要由金属Sn纳米棒组成的薄膜；

(4)用玻璃片将锥形瓶液面上的薄膜捞起，用去离子水漂洗 10-30min，然后离心洗涤3次；

(5)把离心后的材料在70℃下水浴加热使Sn纳米棒转化为 Sn-SnO₂核-壳结构纳米棒，离心洗涤3次；