[发明专利]一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及金属氧化物半导体传感器技术领域，尤其涉及一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物及其制备方法和应用。所述异质结复合氧化物包括CuO基底和CuO基底表面的负载的CeO₂，化学分子式为：xCeO₂/yCuO，其中x：y＝0.8‑1.5:9‑11，粒径为0.5‑2μm。采用水热法合成CuO基底，然后再利用水热法在CuO基底表面沉淀上Ce(OH)₄，采取相同水热温度和时间，最后经过煅烧处理得到CeO₂/CuO异质结复合氧化物，与单一的CuO基底相比具有更多的活性位点，因而对H₂S有更好的气敏性能，从而能更准确的对H₂S的含量进行检测，进而对SF₆的分解情况进行更准确的监测。

技术领域

本发明涉及金属氧化物半导体传感器技术领域，尤其涉及一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物及其制备方法和应用。

背景技术

SF₆气体绝缘设备具有安装快、占地面积小、运行安全可靠、维护工作量少及检修周期长等一系列优点，在电力系统中已得到了广泛的应用。然而，由于SF₆气体绝缘设备在制造、安装或运行时可能出现各种缺陷，进而发生放电（电弧放电、火花放电、局部放电）和过热故障，并导致SF₆气体发生分解，产生H₂S、SO₂、CO等特征气体，降低设备的绝缘性能，同时危及运行检修人员人身安全。国内外研究表明：可以通过检测SF₆分解气体如H₂S、SO₂、CO等的含量来对SF₆气体的纯度进行检测。H₂S的检测方法有化学显色管检测法、红外光谱法、气相色谱法、电化学法、气相色谱-质谱联用法。

电化学传感器法具有检测速度快，效率高，可以与计算机配合使用从而实现自动在线检测诊断等优点，一直受到广泛的研究。CuO作为一种典型的P型半导体被广泛应用于检测H₂S、SO₂、C₂H₅OH等气体。但是CuO对多种气体敏感，选择性较差，导致采取CuO制备的传感器的检测结果不准确。

发明内容

针对现有CuO选择性差、制备的传感器检测结果不准确的问题，本发明提供一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物。

以及，本发明还提供一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物的制备方法。

以及，本发明还提供一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物的应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物，所述异质结复合氧化物包括CuO基底和CuO基底表面负载的CeO₂，化学分子式为：xCeO₂/yCuO，其中x：y=0.8-1.5:9-11，粒径为0.5-2μm。

相对于现有技术，本发明提供的氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物，CuO是典型的P型半导体，CeO₂是典型的n型半导体，CuO与CeO₂构成异质结提高对目标气体的选择性。

进一步地，本发明还提供上述氧化铈/氧化铜异质结复合氧化物的制备方法，至少包括以下步骤：

步骤a、制备CuO基底

分别配制可溶性铜盐的乙醇水溶液和尿素水溶液；

在搅拌条件下将所述尿素水溶液加入到所述可溶性铜盐的乙醇水溶液中，超声处理后，然后加入到高压反应釜中，在110-125℃条件下水热处理22-24h；

反应结束后，过滤、洗涤、干燥，煅烧处理得CuO基底；