[发明专利]一种锰掺杂氧化铟气敏材料的快速制备方法

说明书

本发明涉及一种锰掺杂氧化铟气敏材料的快速制备方法，是针对氧化铟气体传感器材料相对落后的情况，采用硝酸铟、醋酸锰、二甘醇为原料，经溶剂热合成、洗涤、抽滤、真空干燥，制成锰掺杂氧化铟气敏材料，此制备方法工艺先进、制备快速、数据精确翔实，产物纯度好、性能稳定，是先进的锰掺杂氧化铟气敏材料的快速制备方法。

技术领域

本发明涉及一种锰掺杂氧化铟气敏材料的快速制备方法，属传感器材料的制备及应用的技术领域。

背景技术

甲醛是一种有机化工原料，在建材、纺织、化工、医药、农药等诸多领域中得到应用量巨大，但含有甲醛的材料在使用过程中会释放游离甲醛，严重危害人类健康；甲醛具有生殖毒性，能降低免疫力，对动物具有致畸、致突、致癌作用，对皮肤、眼睛和呼吸道具有强烈的刺激作用，对中枢神经系统具有麻醉作用，低浓度的甲醛可导致结膜炎、鼻炎、咽炎，甲醛浓度高时可发生喉痉挛、肺水肿、肺炎，甚至引起死亡；目前，世界卫生组织已将甲醛列为潜在危险致癌物与重要的环境污染物，且规定室内甲醛的最高容许浓度不得超过80ppb，我国也规定了居室空气中甲醛的最高容许浓度60ppb的标准；此外，甲醇作为汽车代用燃料会产生内燃机排气污染的环境保护问题，其中甲醛就是甲醇燃料的一种主要排放物。

目前，气体传感器的研究一直不断深化，纳米技术的发展是提高气体传感器的性能的契机；日本九州大学的N.Yamazoe研究组提出敏感材料的识别功能、转换功能和敏感体的利用率决定了氧化物半导体气体传感器的灵敏程度；研究发现异质元素掺杂的半导体复合氧化物可以明显改善传感器的灵敏度和选择性，因为异质金属离子能够促进气敏材料载流子的迁移率，提高其转换功能，异质金属掺杂剂在氧化还原反应中可起到催化作用，从而提高选择性，改善器件的识别功能；团簇结构的纳米材料具有较高的比表面积，丰富的孔结构，可以显著提高敏感材料的利用率；异质金属掺杂的团簇结构的氧化物半导体气体传感器的设计和制备应用前景十分广阔。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，采用硝酸铟、醋酸锰、二甘醇为原料，制备团簇结构的锰掺杂氧化铟纳米敏感材料，并在甲醛传感器中得到应用，以提高纳米敏感材料的精度、纯度，扩展甲醛传感器的使用范围。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：硝酸铟、醋酸锰、二甘醇、α-松油醇、去离子水、无水乙醇，其组合准备用量如下：以克、毫升为计量单位

制备方法如下：

(1)、精选化学物质材料

对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

(2)、水热合成制备锰掺杂氧化铟

锰掺杂氧化铟的水热合成是在反应釜内进行的，是在加热炉内加热、保温过程中完成的；

①、配制反应溶液

称取硝酸铟0.76g±0.001g，醋酸锰0.01g±0.001g、量取二甘醇35mL±0.001mL、去离子水2mL±0.001mL，加入烧杯中；

用磁力搅拌器进行搅拌，搅拌时间30min后转移至聚四氟乙烯容器中，成反应溶液；

②、将盛有混合反应溶液的聚四氟乙烯容器置于反应釜中，并密闭；

③、将反应釜置于加热炉中加热，加热温度200℃±2℃，加热时间24h；

④、水热合成反应后停止加热，使反应釜随加热炉冷却至25℃，成混合反应溶液；

⑤、离心分离，将混合反应溶液置于离心分离管内，进行离心分离，分离转数10000r/min，离心分离时间为10min，分离后留存沉淀物，弃去分离液；