[发明专利]基于Ag量子点修饰的小于60nm的WO3-SnO2实心纳米球丙酮传感器及制备方法

说明书

本发明提供了一种基于Ag量子点修饰的小于60nm的WO₃‑SnO₂实心纳米球的丙酮传感器及其制备方法，属于半导体氧化物气体传感器领域。本发明步骤如下：采用水热法制备出尺寸小于60nm的WO₃‑SnO₂实心纳米球，将其溶于无水乙醇中，然后配置Ag量子点溶液，并将两部分溶液混合均匀，烘干得到Ag量子点修饰、尺寸小于60nm的WO₃‑SnO₂实心纳米球气敏材料；添加去离子水于气敏材料中形成糊状物质，将其均匀涂敷在梳妆电极表面，获得丙酮传感器。本发明制备的传感器对丙酮具有灵敏度高和稳定性好等优点，其制备工艺简单，适用于批量生产，在丙酮检测领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本领域属于半导体氧化物气体传感器领域，具体涉及一种基于Ag量子点修饰、直径小于60nm的WO₃-SnO₂实心纳米球的丙酮传感器及其制备方法。

背景技术

丙酮是生产橡胶、炸药以及塑料等物质不可或缺的溶剂，是工业生产中重要的有机溶剂。然而，其具有易挥发、易燃等特点，在特定的环境下极易燃烧爆炸。不仅如此，丙酮对人的神经中枢具有麻醉作用，在过高的浓度下会导致人昏迷甚至死亡。因此，对于丙酮气体的检测具有重要的价值。此外，丙酮气体是糖尿病的生物标志物之一，通过获得高性能丙酮气体传感器，对于实现无创检测糖尿病也具有重要的研究意义。

近年来，半导体氧化物型气体传感器，由于具有制备结构简单、成本低、选择性好和探测灵敏度高等优点，在微量有害气体探测领域具有巨大的应用前景。常见的气敏氧化物材料有In₂O₃、SnO₂、WO₃和Fe₂O₃等，其中SnO₂具有成本低和响应恢复时间快的优点被用来探测微量气体，同时WO₃具有高探测灵敏度，但是目前同时兼具有响应恢复时间短和探测灵敏度高的气敏材料还有待研究。因此，SnO₂和WO₃二者结合作为气敏材料在气体探测器中将具有二者共同的优点，而可控的合成WO₃-SnO₂复合材料具有深远的研究意义。

半导体氧化物型气体传感器的基本工作原理是利用气敏材料表面吸附和释放气体带来电阻变化，而纳米材料具有高的比表面积。因此，获得纳米结构的WO₃-SnO₂复合材料将具有巨大的基础研究价值。此外，半导体氧化物表面修饰贵金属量子点，如银和金，将会提高其气敏特性。综上可知，利用成本低的溶液法可控合成WO₃-SnO₂纳米材料，并在表面修饰贵金属量子点，对于其在气敏领域的应用具有巨大的产业化应用前景。

迄今为止未有报道制备出直径小于60nm的WO₃-SnO₂实心纳米球，同时也没有报道以贵金属量子点修饰的WO₃-SnO₂纳米球作为气敏材料来探测微量的丙酮。鉴于此，可控的合成出尺寸均匀、单分散性良好、且粒径尺寸小于60nm的WO₃-SnO₂实心纳米球，并利用Ag量子点修饰，制备出丙酮传感器的方法显得尤为重要。本发明通过水热法，以钨酸钠二水合物、锡酸钠三水合物和葡萄糖为原料，在特定的反应条件下，获得直径小于60nm的WO₃-SnO₂实心纳米球，同时配置Ag量子点溶液并混合均匀，并将气敏材料均匀涂敷在梳妆电极表面，获得丙酮传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Ag量子点修饰、直径小于60nm的WO₃-SnO₂实心纳米球的丙酮传感器及其制备方法。本发明制备工艺简单，实验条件容易达成，适用于批量生产，制备的传感器对丙酮具有灵敏度高和相应速度快的优点，在丙酮检测领域具有广阔的应用前景。