[发明专利]一种兼具磁性和气敏特性的铁酸铜镍纳米材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种兼具磁性和气敏特性的铁酸铜镍纳米材料的应用，其特征在于：所述铁酸铜镍材料在260℃的工作温度下有效检测100 ppm的丙酮气体；

所述铁酸铜镍材料采用溶胶-凝胶方法，以硝酸铁、硝酸铜和硝酸镍为原料，以去离子水作为溶剂，按照镍、铜、铁、柠檬酸摩尔比为x:1-x:2:3.6称取原料，利用氨水调节溶液的pH值为7，配置成溶胶，置于水浴锅中，不断搅拌，直至形成干凝胶，排除有机物，得到Ni_xCu_1-xFe₂O₄前驱体粉末，然后经过干燥、粉碎、研磨、煅烧系列过程最终可获得Ni_xCu_1-xFe₂O₄纳米粉体样品；其中x=0.0和1.0；

具体制备步骤如下：

（1）按照镍、铜、铁、柠檬酸摩尔比为x:1-x:2:3.6的比例称取相应质量的硝酸镍、硝酸铜、硝酸铁及柠檬酸；

（2）将柠檬酸和硝酸铁依次充分溶解在去离子水中，形成A溶液；将硝酸铜充分溶解于去离子水中形成B溶液，将硝酸镍充分溶解于去离子水中形成C溶液；

（3）将B溶液和C溶液依次沿玻璃棒加入A溶液中，并保持A溶液处于搅拌状态；将氨水滴入A溶液中，调节溶液的pH为7；

（4）向A溶液中加入2 g聚乙二醇PEG，放置于80℃水浴锅中搅拌，直至形成凝胶并继续加热24 h；将形成的凝胶进行烘干，得到干凝胶，放置于蒸发皿中，调节电炉至500℃排除干凝胶中的有机物，得到Ni_xCu_1-xFe₂O₄前驱体粉末；

（5）将Ni_xCu_1-xFe₂O₄前驱体粉末充分研磨后置于马弗炉中，以10℃/min温度上升速率加热至600℃煅烧2 h，再以10℃/min降温速率退火至200℃形成Ni_xCu_1-xFe₂O₄纳米粉末样品；

利用所述制备方法获得的铁酸铜镍纳米粉末样品制备气敏器件的方法，步骤如下：

（1）称取0.1 g Ni_xCu_1-xFe₂O₄粉末和0.03 g玻璃纤维混合研磨至均匀；加入0.2 mL松油醇至上述粉末中，研磨至粘稠状态得到原浆；将粘稠状的原浆均匀涂在陶瓷管表面，制得气敏器件；

（2）将气敏器件置于马弗炉中，在200℃下退火烧结2 h；将上述所得气敏器件焊接于塑料底座上，然后以120 mA的老化电流在老化仪上老化24 h。

2.根据权利要求1所述的一种兼具磁性和气敏特性的铁酸铜镍纳米材料的应用，其特征在于：步骤（4）中所述聚乙二醇的平均分子量为2000，水浴锅中的搅拌速率为200 rpm。