[发明专利]一种WO3 有效
申请号: | 201910649152.7 | 申请日: | 2019-07-18 |
公开(公告)号: | CN110255621B | 公开(公告)日: | 2020-05-19 |
发明(设计)人: | 沈岩柏;李停停;卢瑞;赵思凯;李国栋;高淑玲;刘文刚;魏德洲 | 申请(专利权)人: | 东北大学 |
主分类号: | C01G41/02 | 分类号: | C01G41/02;G01N27/12;B82Y30/00;B82Y40/00 |
代理公司: | 大连东方专利代理有限责任公司 21212 | 代理人: | 毛薇;李馨 |
地址: | 110819 辽宁*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 wo base sub | ||
本发明提供一种WO3纳米花材料的制备及其在气体传感器中的应用。采用NaOH浸出工艺提取白钨精矿中的钨,以获得含钨的浸出液;将浸出液加入到HCl溶液中形成钨酸沉淀物,将洗涤后的钨酸加入去离子水以及H2O2溶解;用HCl溶液调混合溶液pH值至1.2~1.8,经100~180℃恒温条件下反应4~16h后,获得由纳米片自组装而成的WO3纳米花,该纳米花的直径为300~420nm、厚度为100~140nm,纳米片的长度为170~390nm、宽度为120~140nm、厚度为30~50nm,具有六方相晶体结构。将此WO3纳米花涂覆于陶瓷管外表面的金电极上,然后经老化处理制备成气体传感器。基于本发明方法制备NO2气体传感器,可以实现对低浓度、甚至ppb级NO2气体的高选择性、低工作温度的快速响应。
技术领域
本发明涉及半导体氧化物的气体传感器技术领域,具体涉及一种用白钨精矿合成由纳米片自组装而成的WO3纳米花的方法及其在气体传感器中的应用。
背景技术
随着我国科学技术的快速发展以及工业化进程的不断加快,特别是在煤炭、石油、化工、汽车以及矿业开采等领域的产品生产及使用过程中,越来越多的易燃易爆或有毒有害气体排放到空气中,造成了严重的环境污染,甚至还可能引发火灾、爆炸等,严重威胁着人类的健康和安全。其中,二氧化氮(NO2)是一种常见的具有刺激性气味的强毒性气体,主要来源于一些化石燃料的高温燃烧以及机动车辆的排放等。它不仅是引起酸雨的主要原因,还可以导致臭氧层变薄、土地酸化、地表水富营养化等一系列的环境问题。同时,NO2还会破坏人的呼吸系统,严重危害人类的健康,在相当低的浓度下就可以损害人体的呼吸系统。因此,为了有效保护环境以及人身安全,亟需开发出一种适用于低浓度检测、选择性好的NO2气体传感器。
WO3是一种最为常见且用途十分广泛的金属氧化物功能材料,具有优异的气敏、催化和光电等性能,被广泛应用于气体传感器、催化剂、光电解等领域,对NO2、NH3、H2、丙酮、乙醇、甲苯等气体的检测具有极大的应用前景,因此在矿井安全、环境检测、工厂安全监测等方面广泛使用。在现有制备WO3纳米材料的众多研究中,多选用钨酸钠、偏钨酸铵、钨酸、六氯化钨等分析纯试剂或者纯度极高的钨金属作为钨源,这些药剂价格高昂,并且具有一定的污染性。
发明内容
针对目前制备功能型WO3纳米材料的原材料所存在的局限性,本发明以白钨精矿为钨源,制备出了由纳米片自组装而成的WO3纳米花,打破了高附加值功能型WO3原材料来源的局限性。以WO3纳米花作为气敏材料制备而成的气敏元件,可以实现在较低工作温度下对低浓度、甚至ppb级NO2的有效检测。具体采取如下技术方案:
本发明一方面提供一种由纳米片自组装而成的WO3纳米花材料,所述WO3纳米花材料的直径为300~420nm、厚度为100~140nm,所述纳米片的长度为170~390nm、宽度为120~140 nm、厚度为30~50nm,为六方相晶体结构。
本发明另一方面提供一种上述WO3纳米花材料的制备方法,所述方法包括如下步骤:
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